вступ
У попередній статті ми детально описали класифікацію датчиків тиску за еталонними вимірюваннями, включаючи датчики абсолютного тиску, датчики манометричного тиску та датчики диференціального тиску. Ми дослідили їхні принципи роботи, сценарії застосування та ключові фактори вибору, заклавши основу для вибору правильного датчика тиску. Якщо ви не читали попередню частину, можетенатисніть тутщоб прочитати це. Однак, крім еталонних вимірювань, датчики тиску також можна класифікувати за технологією. Розуміння різних типів датчиків тиску за технологією може допомогти нам знайти найбільш підходящий і високопродуктивний датчик для конкретних застосувань.
Вибір датчиків тиску за технологією має вирішальне значення, оскільки різні технології мають значні відмінності в принципах вимірювання, точності, часу відгуку, стабільності температури тощо. Вибір відповідного типу датчика тиску може значно підвищити надійність і ефективність системи, будь то промислова автоматизація, медичне обладнання, аерокосмічна промисловість або моніторинг навколишнього середовища. Тому в цій статті ми розглянемо принципи роботи, сценарії застосування, а також переваги та недоліки п’єзорезистивних, ємнісних, п’єзоелектричних, індукційних і волоконно-оптичних датчиків тиску, що допоможе вам зробити найбільш обґрунтований вибір серед багатьох варіантів.
П'єзорезистивні датчики тиску
Визначення та принцип роботи
П’єзорезистивні датчики тиску вимірюють тиск через зміни опору, спричинені прикладеним тиском. Принцип роботи заснований нап'єзорезистивний ефект, де опір матеріалу змінюється, коли він зазнає механічної деформації (наприклад, тиску). Як правило, п’єзорезистивні датчики тиску виготовляються з кремнієвих, керамічних або металевих плівок. Коли до цих матеріалів прикладається тиск, зміни їх опору перетворюються на електричні сигнали.
Сценарії застосування
П'єзорезистивні датчики тиску широко використовуються в різних галузях промисловості, таких як автомобілебудування, медичне обладнання, побутова техніка та промислова автоматизація. В автомобільній промисловості вимірюють тиск моторного масла та тиск у шинах. У медичних приладах вони використовуються для вимірювання артеріального тиску та тиску в дихальній системі. У промисловій автоматизації п'єзорезистивні датчики контролюють тиск у гідравлічних і пневматичних системах.
П'єзорезистивні датчики тиску серії XDB, такі якXDB315іXDB308серії, ще більше розширюють можливості цих програм. У датчиках тиску серії XDB315 використовуються високоточні та високостабільні санітарно-гігієнічні діафрагми з дифузної кремнієвої плівки, які мають антиблокувальні функції, тривалу надійність і високу точність, що робить їх особливо придатними для галузей промисловості з високими санітарними вимогами, таких як харчова та харчова промисловість. фармацевтичні препарати. Перетворювачі тиску серії XDB308 із передовою технологією п’єзорезистивного датчика та різними параметрами виведення сигналу забезпечують чудову довготривалу стабільність, придатні для різних середовищ і середовищ, сумісних із SS316L.
Переваги та недоліки
П'єзорезистивні датчики тиску забезпечують високу точність, хорошу лінійність і швидкий час відгуку. Крім того, вони зазвичай невеликі за розміром і підходять для застосування з обмеженим простором. Однак ці датчики також мають деякі недоліки, такі як чутливість до змін температури, що може вимагати температурної компенсації. Крім того, їх довгострокова стабільність у системах високого тиску може бути не такою хорошою, як інші типи датчиків.
Ємнісні датчики тиску
Визначення та принцип роботи
Ємнісні датчики тиску виявляють тиск, вимірюючи зміни ємності, викликані прикладеним тиском. Ці датчики зазвичай складаються з двох паралельних електродних пластин. Під час застосування тиску відстань між цими пластинами змінюється, що призводить до зміни ємності. Потім зміна ємності перетворюється на зчитувані електричні сигнали.
Сценарії застосування
Ємнісні датчики тиску широко використовуються в системах вимірювання рівня рідини, виявлення газу та вакууму. При вимірюванні рівня рідини вони визначають рівень шляхом вимірювання змін висоти рідини. При виявленні газу вони вимірюють тиск і потік газу. У вакуумних системах вони відстежують зміни внутрішнього тиску.
Ємнісні перетворювачі тиску/перепаду тиску серії XDB602, з модульною конструкцією мікропроцесора та передовою технологією цифрової ізоляції, забезпечують виняткову стабільність і стійкість до перешкод. Вбудовані датчики температури підвищують точність вимірювань і зменшують дрейф температури разом із надійними можливостями самодіагностики, що робить їх ідеальними для високоточних застосувань у промисловій автоматизації та управлінні процесами.
Переваги та недоліки
Ємнісні датчики тиску забезпечують високу чутливість, низьке енергоспоживання та хорошу стабільність температури. Крім того, їх проста структура забезпечує тривалий термін служби. Однак вони чутливі до змін вологості й можуть потребувати додаткового захисту в середовищах із високою вологістю. Крім того, ємнісні датчики можуть погано працювати в системах високого тиску.
П'єзоелектричні датчики тиску
Визначення та принцип роботи
П’єзоелектричні датчики тиску вимірюють тиск за допомогою п’єзоелектричного ефекту, коли певні кристалічні матеріали створюють електричні заряди під впливом механічного тиску. Ці матеріали зазвичай включають кварц, титанат барію та п’єзоелектричну кераміку. При застосуванні тиску вони виробляють електричні сигнали, пропорційні прикладеному тиску.
Сценарії застосування
П'єзоелектричні датчики тиску широко використовуються в динаміцівимірювання тиску, такі як випробування на удар, дослідження вибуху та вимірювання вібрації. В аерокосмічній та автомобільній промисловості вони вимірюють тиск згоряння двигуна та ударні хвилі. У промисловій автоматизації вони контролюють вібрації та механічні навантаження.
Переваги та недоліки
П’єзоелектричні датчики тиску пропонують високочастотний відгук, хороші динамічні характеристики та високу чутливість, що робить їх придатними для вимірювання тиску, що швидко змінюється. Однак їх не можна використовувати для вимірювання статичного тиску, оскільки вони не можуть підтримувати заряд протягом тривалого часу. Вони також чутливі до змін температури і можуть потребувати температурної компенсації.
Індуктивні датчики тиску
Визначення та принцип роботи
Індуктивні датчики тиску виявляють тиск, вимірюючи зміни індуктивності, викликані прикладеним тиском. Ці датчики зазвичай складаються з індуктивної котушки та рухомого сердечника. Під час застосування тиску положення сердечника змінюється, змінюючи індуктивність котушки. Потім зміна індуктивності перетворюється на зчитувані електричні сигнали.
Сценарії застосування
Індуктивні датчики тиску в основному використовуються у високотемпературних середовищах і суворих промислових умовах, таких як моніторинг тиску в турбіні та високотемпературні рідинні системи. У нафтогазовій промисловості вимірюють свердловинний тиск. У промисловій автоматизації контролюють тиск високотемпературних газів і рідин.
Переваги та недоліки
Індуктивні датчики тиску забезпечують хорошу температурну стабільність і високу точність, підходять для високотемпературних і суворих умов. Їх міцна конструкція забезпечує тривалу надійність. Однак ці датчики є відносно великими і можуть не підходити для програм з обмеженим простором. Крім того, їхня швидкість відгуку відносно низька, що робить їх менш придатними для вимірювання тиску, що швидко змінюється.
Волоконно-оптичні датчики тиску
Визначення та принцип роботи
Волоконно-оптичні датчики тиску виявляють тиск, вимірюючи зміни світлових сигналів, спричинені прикладеним тиском. Ці датчики використовують варіації інтенсивності світла, фази або довжини хвилі в межах оптичного волокна, щоб відобразити зміни тиску. Коли волокно прикладається до тиску, його фізичні властивості змінюються, змінюючи світлові сигнали.
Сценарії застосування
Волоконно-оптичні датчики тиску широко використовуються в медицині, екологічному моніторингу та розвідці нафти. У медицині вимірюють артеріальний тиск і внутрішній тиск. Під час моніторингу навколишнього середовища вони виявляють тиск океану та ґрунтових вод. У розвідці нафти вони вимірюють тиск під час процесів буріння.
Переваги та недоліки
Волоконно-оптичні датчики тиску забезпечують стійкість до електромагнітних перешкод, придатність для вимірювань на великій відстані та високу чутливість. Властивості їх матеріалу дозволяють їм стабільно працювати в суворих умовах. Однак ці датчики є дорогими, а їх установка та обслуговування складні. Вони також чутливі до механічних пошкоджень, вимагають дбайливого поводження та захисту.
Розуміючи принципи роботи, сценарії застосування, а також переваги та недоліки різних типів датчиків тиску за технологією, ми можемо зробити більш обґрунтований вибір для конкретних застосувань, гарантуючи, що вибрані датчики відповідають вимогам і підвищують надійність і ефективність системи.
Час публікації: 12 липня 2024 р