Какъв е материалът на чувствителния елемент в процесния трансмитер?

В сферата на промишлената автоматизация и контрола на процесите предавателите на процеси играят ключова роля. Тези устройства са отговорни за точното измерване на различни променливи на процеса като налягане, температура, поток и ниво и след това преобразуват тези измервания в електрически сигнали, които могат лесно да бъдат предадени към системите за управление. В сърцето на всеки трансмитер за процес се намира сензорният елемент, който е ключовият компонент, който директно взаимодейства с променливата на процеса и инициира процеса на измерване. В този блог, като доставчик на трансмитери за процеси, ще разгледам различните материали, използвани за сензорни елементи в трансмитери за процеси и техните характеристики.

Пиезоелектрични материали

Пиезоелектричните материали са популярен избор за чувствителни елементи в трансмитери за налягане, особено тези, използвани при измерване на динамично налягане. Тези материали имат уникалното свойство да генерират електрически заряд, когато са подложени на механично напрежение или натиск. Това явление е известно като пиезоелектричен ефект.

Един от най-често използваните пиезоелектрични материали е кварцът. Кварцът е кристален материал, който показва отлични пиезоелектрични свойства, висока стабилност и нисък хистерезис. Издържа на високи температури и налягания, което го прави подходящ за широк спектър от индустриални приложения. Например в автомобилната индустрия кварцови сензори за налягане се използват за измерване на налягането в цилиндрите на двигателя, системите за впръскване на гориво и системите за следене на налягането в гумите.

Друг пиезоелектричен материал е оловен цирконат титанат (PZT). PZT е керамичен материал, който има висок пиезоелектричен коефициент, което означава, че може да генерира относително голям електрически заряд за дадено количество механично напрежение. Това прави PZT сензорите много чувствителни и подходящи за приложения, при които трябва да се открият малки промени в налягането, като например в медицински устройства и аерокосмически приложения.

Тензометрични материали

Тензодатчиците са друг тип чувствителен елемент, който обикновено се използва в трансмитери за налягане. Тензометърът е устройство, което измерва напрежението или деформацията на обект, когато е подложен на сила или натиск. Тензодатчикът се състои от тънък проводник или фолио, което е залепено към повърхността на измервания обект. При деформиране на обекта се деформира и телта или фолиото, което променя електрическото му съпротивление. Чрез измерване на промяната в съпротивлението може да се определи напрежението, а оттам и налягането.

Най-често срещаният материал, използван за тензодатчици, е метал, по-специално константан. Константанът е сплав от мед и никел, която има високо съпротивление и нисък температурен коефициент на съпротивление. Това означава, че неговото съпротивление се променя линейно с напрежението и е относително нечувствителен към температурни промени. Тензодатчиците Constantan се използват широко в промишлени трансмитери за налягане поради тяхната висока точност, стабилност и надеждност.

В допълнение към металните тензодатчици в някои приложения се използват и полупроводникови тензодатчици. Полупроводниковите тензодатчици са направени от материали като силиций или германий и имат много по-висока чувствителност от металните тензодатчици. Те обаче са и по-чувствителни към температурни промени и имат по-ниска линейност, което може да ограничи тяхната точност в някои приложения.

Капацитивни материали

Капацитивните чувствителни елементи се основават на принципа на капацитета, който е способността на кондензатора да съхранява електрически заряд. Кондензаторът се състои от две проводими пластини, разделени от диелектричен материал. Когато разстоянието между плочите или диелектричната константа на материала между плочите се промени, капацитетът на кондензатора също се променя.

В капацитивен трансмитер за налягане чувствителният елемент е кондензатор, чийто капацитет се променя в отговор на измерваното налягане. Най-често използваният материал за диелектрик в капацитивните сензори за налягане е тънък слой от силициев диоксид или силициев нитрид. Тези материали имат висока диелектрична константа и отлични механични свойства, което ги прави подходящи за използване при приложения с високо налягане.

Капацитивните сензори за налягане имат няколко предимства пред другите видове сензори за налягане. Те са силно чувствителни, имат широк диапазон на измерване и са относително нечувствителни към температурни промени. Те също така имат бързо време за реакция, което ги прави подходящи за приложения, където трябва да се открият бързи промени в налягането, като например при измерване на потока и контрол на процеси. За повече информация относно нашите капацитивни трансмитери за налягане можете да посетите нашияМетален капацитивен трансмитер за диференциално наляганестраница.

Оптични материали

Оптичните сензорни елементи са сравнително нов тип сензорна технология, която все повече се използва в предаватели на процеси. Оптичните сензори се основават на принципа на измерване на промяната в оптично свойство, като интензитет, дължина на вълната или фаза на светлината, в отговор на измерваната променлива на процеса.

Един от най-често срещаните видове оптични сензори за налягане е оптичният сензор за налягане. Сензорите за налягане с оптични влакна използват оптичен кабел като чувствителен елемент. Оптичният кабел е покрит с тънък слой от материал, който променя своя индекс на пречупване в отговор на натиска. Когато светлината преминава през оптичния кабел, промяната в индекса на пречупване причинява промяна във фазата или интензитета на светлината, която може да бъде измерена и използвана за определяне на налягането.

Оптичните сензори имат няколко предимства пред традиционните електрически сензори. Те са имунизирани срещу електромагнитни смущения, имат висока чувствителност и могат да се използват в тежки среди, където електрическите сензори може да не са подходящи. Те също имат малък размер и могат лесно да бъдат интегрирани в други устройства. Оптичните сензори обаче обикновено са по-скъпи от другите видове сензори и изискват по-сложни техники за обработка на сигнали.

Избор на материали за чувствителни елементи

Изборът на материала на сензорния елемент за трансмитер на процес зависи от няколко фактора, включително вида на измерваната променлива на процеса, обхвата на измерване, изискваната точност, условията на околната среда и цената.

Metal Capacitive Differential Pressure Transmitter best

Например, ако променливата на процеса е налягане и приложението изисква висока точност и стабилност, тензометричен датчик или капацитивен чувствителен елемент, изработен от висококачествен материал като константан или силициев диоксид, може да бъде най-добрият избор. От друга страна, ако приложението изисква бързо време за реакция и висока чувствителност, пиезоелектричен или оптичен сензорен елемент може да бъде по-подходящ.

В допълнение, условията на околната среда като температура, налягане, влажност и излагане на химикали също трябва да се вземат предвид при избора на материала на чувствителния елемент. Например, ако приложението е в среда с висока температура, може да е необходим материал, който може да издържи на високи температури, като кварц или силициев карбид.

Заключение

Чувствителният елемент е сърцето на трансмитера за процес и изборът на материала на чувствителния елемент оказва значително влияние върху производителността и точността на трансмитера. Като доставчик на трансмитери за процеси, ние предлагаме широка гама от трансмитери с различни материали за чувствителни елементи, за да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти. Независимо дали имате нужда отТрансмитер за абсолютно / манометрично наляганеза измерване на абсолютно или манометрично налягане или метален капацитивен трансмитер за диференциално налягане за измерване на диференциално налягане, ние имаме правилното решение за вас.

Ако се интересувате от нашите предаватели за процеси или имате някакви въпроси относно материалите на сензорния елемент или други аспекти на нашите продукти, моля не се колебайте да се свържете с нас за подробно обсъждане и преговори за доставка. Ние се ангажираме да ви предоставим висококачествени продукти и отлично обслужване на клиентите.