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用于高压应用中安全可靠压力测量的电子仪器

来源:上海自动化仪表有限公司作者:发表时间:2019-08-13 09:29:00


      高压应用对测量仪器极其重要,并且很难找到能够承受应变同时保持高响应性的传感器。我们公司的电子压力仪器解决了这个问题。
      一些机械仪表,例如具有螺旋形(而不是C形管)波登管的机械仪表,  能够承受高压并且能够提供精确的测量,特别是对于局部指示或作为冗余仪器。但是,对于数据捕获和更好的控制,该过程需要电子压力传感器。
 

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电子压力测量背后的原理
电子压力测量背后的工作原理
      在电子压力传感器中,柔性隔膜将过程与实际传感器元件分开。压力推动该隔膜,该隔膜设计成在整个压力范围内以一致的方式偏转。然后,传感器通过将隔膜的应变或压缩转换为有意义的电子信号来测量压力。这是阻力测量的原理。
三种电子压力传感器
      选择合适的电子传感器对于获得准确可靠的测量至关重要。三种最常见的传感器元件类型是金属薄膜,陶瓷薄膜和压电电阻。前两种传感器基于电阻压力测量原理。第三种类型依赖于半导体材料的电阻率的变化。下表比较了这三种类型的一些功能。
 

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用于高压应用的金属薄膜传感器
      在研究这三种电子传感器的特性和功能时,很明显只有金属薄膜传感器才适用于低密度聚乙烯(LDPE)和其他高压,高振动应用。
 

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金属薄膜传感器的横截面
      在金属薄膜传感器中,惠斯通电桥电阻器布置结合到电路层。然后将这两层夹在绝缘层之间。压力传感器采用化学/物理工艺和光刻蚀刻技术在特殊洁净室和真空或惰性气氛下制造,而不是采用将传感器粘合或焊接到隔膜上的常用方法。这导致与传感器主体的良好结合,可承受极端温度和振动。
      使用有限元法(FEM)模拟设计其金属薄膜传感器,以避免1)局部过载和相应的塑性变形,以及2)膜片偏转超出材料屈服点。为了确保它们不会在高压操作下失效,我们公司将其传感器通过一系列严格的测试,包括10 8次 负载循环疲劳测试。