Tipos de transmisores de presión

Sencilla autointroducción del transmisor de presión

Como sensor de presión cuya salida es una señal estándar, un transmisor de presión es un instrumento que acepta una variable de presión y la convierte proporcionalmente en una señal de salida estándar. Puede convertir los parámetros de presión física de gas, líquido, etc. sentidos por el sensor de la celda de carga en señales eléctricas estándar (como 4-20 mADC, etc.) para proporcionar instrumentos secundarios como alarmas indicadoras, registradores, reguladores, etc. medición e indicación y regulación de procesos.

La clasificación de los transmisores de presión.

Normalmente los transmisores de presión de los que hablamos se dividen según el principio:
Transmisores de presión capacitivos, transmisores de presión resistivos, transmisores de presión inductivos, transmisores de presión semiconductores y transmisores de presión piezoeléctricos para mediciones de alta frecuencia. Entre ellos, los transmisores de presión resistivos son los más utilizados. El transmisor de presión capacitivo toma el transmisor 3051S de Rosemount como representante de productos de alta gama.

Los transmisores de presión se pueden dividir en metal, cerámica, silicio difuso, silicio monocristalino, zafiro, película pulverizada, etc. según los componentes sensibles a la presión.

• El transmisor de presión metálico tiene poca precisión, pero tiene poca influencia en la temperatura y es adecuado para áreas con un amplio rango de temperatura y bajos requisitos de precisión.
• Los sensores de presión cerámicos tienen mayor precisión, pero se ven más afectados por la temperatura. La cerámica también tiene la ventaja de resistencia al impacto y a la corrosión, que pueden utilizarse en el campo de la respuesta.
• La precisión de transmisión de presión del silicio difundido es muy alta y la variación de temperatura también es grande, por lo que generalmente se requiere compensación de temperatura antes de poder usarlo. Además, incluso después de la compensación de temperatura, no se puede medir la presión por encima de 125°C. Sin embargo, a temperatura ambiente, el coeficiente de sensibilidad del silicio difundido es 5 veces mayor que el de la cerámica, por lo que generalmente se utiliza en el campo de la medición de alta precisión.
• El transmisor de presión de silicio monocristalino es el sensor más preciso en la práctica industrial. Es una versión mejorada del silicio difuso. Por supuesto, el precio también aumenta. Actualmente, Yokogawa de Japón es el representante en el campo de la presión del silicio monocristalino.
• El transmisor de presión de zafiro no es sensible a los cambios de temperatura y tiene buenas características de funcionamiento incluso en condiciones de alta temperatura; el zafiro tiene una resistencia a la radiación extremadamente fuerte; sin deriva pn; Puede funcionar normalmente en las peores condiciones de trabajo y es confiable. Alto rendimiento, buena precisión, error de temperatura mínimo y alto costo general.
• El transmisor de presión de película delgada de pulverización catódica no contiene ningún adhesivo y muestra una mayor estabilidad y confiabilidad a largo plazo que el sensor de galga extensométrica adhesiva; se ve menos afectado por la temperatura: cuando la temperatura cambia 100 ℃, la deriva cero es solo del 0,5%. Su rendimiento de temperatura es muy superior al del sensor de presión de silicio de difusión; Además, puede entrar en contacto directo con medios corrosivos generales.

Principios de diferentes tipos de transmisores de presión.

• El principio del transmisor de presión capacitivo.

Cuando la presión actúa directamente sobre la superficie del diafragma de medición, el diafragma produce una pequeña deformación. El circuito de alta precisión situado en la membrana de medición transforma esta pequeña deformación en una tensión altamente lineal proporcional a la presión y proporcional a la tensión de excitación. Señal y luego use un chip dedicado para convertir esta señal de voltaje en una señal de corriente estándar de la industria de 4-20 mA o una señal de voltaje de 1-5 V.

• El principio del transmisor de presión de silicio difuso.

La presión del medio medido actúa directamente sobre el diafragma del sensor (generalmente un diafragma 316L), lo que hace que el diafragma produzca un microdesplazamiento proporcional a la presión del medio, cambiando el valor de resistencia del sensor y detectándolo con un Circuito de Wheatstone Este cambia, convierte y emite una señal de medición estándar correspondiente a esta presión.

• Principio del transmisor de presión de silicio monocristalino.

Los sensores de presión piezoresistivos se construyen utilizando el efecto piezoresistivo del silicio monocristalino. Como elemento elástico se utiliza una oblea de silicio monocristalino. Cuando la presión cambia, el silicio monocristalino produce tensión, de modo que la resistencia a la tensión difundida directamente sobre él produce un cambio proporcional a la presión medida, y luego el circuito puente obtiene la señal de salida de voltaje correspondiente.

• Principio del transmisor de presión cerámico.

La presión actúa directamente sobre la superficie frontal del diafragma cerámico, provocando una ligera deformación del diafragma. La resistencia de película gruesa está impresa en la parte posterior del diafragma cerámico y conectada a un puente de Wheatstone (puente cerrado) debido al efecto piezoresistivo del varistor. El puente genera una señal de voltaje altamente lineal proporcional a la presión y proporcional al voltaje de excitación. . Generalmente se utiliza para medir la presión de los compresores de aire y se utiliza más cerámica.

• Principio del transmisor de presión extensométrica.

Los transmisores de presión extensímetros más utilizados son los extensímetros de resistencia metálica y los extensímetros semiconductores. El extensímetro de resistencia metálica es un tipo de dispositivo sensible que convierte el cambio de deformación en la pieza de prueba en una señal eléctrica. Hay dos tipos de galgas extensométricas de alambre y galgas extensométricas de lámina metálica. Por lo general, el medidor de tensión está firmemente adherido a la matriz de deformación mecánica mediante un adhesivo especial. Cuando la matriz se somete a un cambio de tensión, el medidor de tensión de resistencia también se deforma, de modo que el valor de resistencia del medidor de tensión cambia, de modo que cambia el voltaje aplicado a la resistencia. Los transmisores de presión extensométricos son relativamente raros en el mercado.

• Transmisor de presión de zafiro

El transmisor de presión de zafiro utiliza el principio de funcionamiento de resistencia a la tensión, adopta componentes sensibles al silicio-zafiro de alta precisión y convierte la señal de presión en una señal eléctrica estándar a través de un circuito amplificador dedicado.

• Transmisor de presión de película de pulverización catódica

El elemento sensible a la presión de pulverización catódica se fabrica mediante tecnología microelectrónica, formando un puente de Wheatstone firme y estable en la superficie del diafragma elástico de acero inoxidable. Cuando la presión del medio medido actúa sobre la membrana elástica de acero inoxidable, el puente de Wheatstone del otro lado genera una señal de salida eléctrica proporcional a la presión. Debido a su buena resistencia al impacto, las películas pulverizadas se utilizan a menudo en ocasiones con impactos de presión frecuentes, como en equipos hidráulicos.

Precauciones para la selección del transmisor de presión

• Selección del valor del rango de presión del transmisor:

Primero determine el valor máximo de la presión medida en el sistema. En términos generales, es necesario seleccionar un transmisor con un rango de presión que sea aproximadamente 1,5 veces mayor que el valor máximo, o dejar que el rango de presión normal caiga en el transmisor de presión. 1/3~2/3 del rango normal también es un método común.

• ¿Qué tipo de medio de presión?

Los líquidos viscosos y los lodos bloquearán los puertos de presión. ¿Los disolventes o sustancias corrosivas destruirán los materiales del transmisor que están en contacto directo con estos medios?
El material del transmisor de presión general que entra en contacto con el medio es acero inoxidable 316. Si el medio no es corrosivo para el acero inoxidable 316, básicamente todos los transmisores de presión son adecuados para medir la presión del medio;
Si el medio es corrosivo para el acero inoxidable 316, se debe utilizar un sello químico y una medición indirecta. Si se utiliza el tubo capilar lleno de aceite de silicona para guiar la presión, se puede evitar la corrosión del transmisor de presión y prolongar la vida útil del transmisor de presión.

• Cuánta precisión necesita el transmisor:

La precisión está determinada por: no linealidad, histéresis, no repetibilidad, temperatura, escala de compensación cero y temperatura. Cuanto mayor sea la precisión, mayor será el precio. Generalmente, la precisión del transmisor de presión de silicio difuso es de 0,5 o 0,25, y el transmisor de presión de silicio capacitivo o monocristalino tiene una precisión de 0,1 o incluso 0,075.

• Conexión a proceso del transmisor:

Generalmente, los transmisores de presión se instalan en tuberías o tanques. Por supuesto, una pequeña parte de ellos se instalan y utilizan con caudalímetros. Generalmente existen tres formas de instalación de transmisores de presión: rosca, brida y abrazadera. Por lo tanto, antes de seleccionar el transmisor de presión, también se debe considerar la conexión al proceso. Si es roscado, es necesario determinar la especificación de la rosca. Para bridas, es necesario considerar las especificaciones de brida del diámetro nominal.

Introducción a la industria de transmisores de presión

Alrededor de 40 países de todo el mundo se dedican a la investigación y producción de sensores, de los cuales Estados Unidos, Japón y Alemania son las regiones con mayor producción de sensores. Los tres países juntos representan más del 50% del mercado mundial de sensores.

Hoy en día, el mercado de transmisores de presión en mi país es un mercado maduro con una alta concentración de mercado. Sin embargo, la posición dominante la ocupan los países extranjeros representados por Emerson, Yokogawa, Siemens, etc. Los productos de marca representan aproximadamente el 70% de la cuota de mercado y tienen una ventaja absoluta en proyectos de ingeniería grandes y medianos.

Esto se debe a las secuelas de la temprana adopción por parte de mi país de la estrategia de "mercado de tecnología", que afectó mucho a las empresas estatales de mi país y que alguna vez estuvo en estado de fracaso, pero al mismo tiempo, algunos fabricantes, representados por las empresas privadas de China, aparecen silenciosamente y se fortalecen. El futuro mercado de transmisores de presión de China está lleno de nuevas incógnitas.