差压传感器的工作原理有哪些品牌?这个行业的发展状况如何?

什么是差压传感器的工作原理?... 什麼是差压传感器的工作原理?

测量压力差值的传感器.

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简单的说差压传感器的工作原理就是测量两个压力之间差值的傳感器。

例如一端自由测量大气的压力一端测量设备内部某点压力的表压传感器。

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就是有压力后传感器内部有電容间电压变化,然后有个电信号输出根据电信号输出的大小不同就可以判断压力大小的一种传感器。

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差压传感器的工作原理:工作原理:

如电气原理框图所示,压力或差

压产生的电容差经数字化信号转换 变为频率信号送到微处理器,经过微 处理器运算处理后作为一个电流控制 信号送到电流控制电路转化为 4~20mA模拟电流输出。

JYB-3151型核心部件采用十六位单片机其强大的功能和高速的運算能力保证了变送器的优良品质。整个的设计框架着眼于可靠性、稳定性、高精度和智能化满足日益提高的工业现场应用之要求。为此软件中应用了数字信号处理技术,使其具有优良的抗干扰能力和零点稳定性且具备零点自动稳定跟踪能力(ZSC)和温度自动补偿能力(TSC)。

强大的界面功能无需手操器保证了良好的交互性数字液晶显示表头能够显示压力、温度、电流三种物理量,及0~100%模拟指示按键操作能方便地在无标准力源的情况下完成零点迁移、量程设定、阻尼设定等基本的参数设置,而且可以重新对变送器进行标定极大地方便了现场调试。

S-PORT串行通信口通过专用转接模块直接与计算机通信上位机界面可以完成比按键操作更多的功能。接专用RS485模块可以实现数字信号远传或构建RS485工业局域网。

信号转换信号采集与处理及电流输出控制采用了一体化设计,使结构更加紧凑可靠


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麦克公司生产的压力传感器属于OEM壓力敏感元件主要有以下几个系列

  1. MPM180/MPM185型TO-8封装压阻式压力敏感元件,采用先进的离子注入工艺和微机械加工工艺制成了具有惠斯顿电桥和精密力学结构的硅敏感元件,以TO-8的形式封装被测压力通过压力接口作用在硅敏感元件上,实现了所加压力与输出电压信号的线性转换經激光修调的厚膜电阻网络补偿了敏感元件的温度性能。测量范围0~20kPa…1000kPa适用于印刷电路板或空间狭小的场合,对不导电、无腐蚀性的液體或干燥气体的表压、绝压和差压的检测

  2. 通用型MPM280压阻式压力敏感元件

    通用型产品的外形、装配尺寸及密封方式与国外主流同类产品相一致,有极强的互换性广泛应用于与不锈钢及氟橡胶相兼容介质的压力检测。

  3. MPM288型高稳压阻式OEM压力敏感元件是一种带隔离、并经过精密补偿嘚高稳定性硅压阻式压力测量元件其中硅压阻式敏感元件选用具有专利技术的高稳定性扩散硅元件,采用外径Ф19mm的316L全不锈钢结构进行封裝通过精密修调后的厚膜电路对压力敏感元件进行了宽温度范围的温度补偿和零点偏差修正。被测压力经过隔离膜片和内部介质传递到矽压阻式敏感元件上实现了压力到电信号的精确转换。

  4. MPM283型压阻式压力敏感元件是一种采用不锈钢波纹膜片隔离的OEM压力测量元件产品采鼡一体化结构,耐压值高稳定、可靠,特别适合中高压力的测量封装在内部的敏感芯片选用国外著名芯片制造厂生产的高精度和高稳萣压力敏感芯片。压力敏感元件在引进生产线上装配经计算机自动测试,提供电阻进行零点修正和温度补偿装配尺寸与国外通用产品楿一致,有很好的互换性可用于石油化工、过程控制、液压系统及开关等行业。

  5. MPM262型低压高稳压阻式OEM压力敏感元件是一种带隔离、并经过精密补偿的高稳定性硅压阻式压力测量元件其中硅压阻式敏感元件选用高稳定性扩散硅元件,采用外径Φ19mm的不锈钢316L结构进行封装  通过精密修调后的厚膜电路对压力敏感元件进行了宽温度范围的补偿和零点偏差修正。被测压力经过不锈钢316L隔离膜片和内部介质传递到硅敏感芯片上实现了压力到电信号的精确转换。

  6. MDM290型压阻式差压敏感元件是一种采用不锈钢波纹膜片隔离的OEM差压测量元件采用一体化结构,耐靜压值高稳定、可靠。高、低压端均采用隔离膜片保护因此两个压腔均可接触具有一定腐蚀性的流体介质,被测差压通过隔离膜片和充灌的硅油传递到硅压敏感元件上实现了差压的精确测量。敏感芯片选用国外著名制造厂生产的高精度和高稳定性的扩散硅压阻式压力敏感芯片压力敏感元件在引进生产线上装配,经计算机自动测试和补偿外形和装配尺寸与国外通用产品相一致,有很好的互换性可廣泛应用于工业过程控制等领域对差压进行测量的场合。

  7.  MDM291型焊接式差压敏感元件是一种采用不锈钢波纹膜片隔离且不带“○”型密封圈的差压测量元件一体化全焊接结构设计,耐静压值高稳定可靠。高、低压端均采用隔离膜片保护两个压腔均可接触具有一定腐蚀性和導电性的流体介质,电气连接处和高、低压端采用螺纹接口方便装配安装。敏感芯片选用高精度和高稳定性的扩散硅压阻式压力敏感芯爿被测差压通过压力接口,经由隔离膜片和充灌的硅油传递到敏感芯片上实现了差压与输出电压信号的线性转换。

    麦克传感器公司的壓力和差压传感器的工作原理产品就这么多了本人麦克传感器业内技术型销售人员意见!希望可以给您提供更多的帮助!

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      本文分析了石化行业对压力变送器的需求微压力传感器具有许多传统压力传感器不具备的优点,能够满足石化行业对压力传感器的要求介绍了当前石化领域正在使用嘚M压力传感器及其结构特点;对比国内外厂商生产的压力传感器性能,明确了压力传感器国产化问题的关键是如何提高传感器长期稳定性問题

 压力变送器是石化行业自动控制中使用最多的测量装置之一。在大型的化工项目中几乎包含了所有压力变送器的应用:差压、绝壓、表压、高压、微差压、高温、低温,以及各种材质及特殊加工的远传法兰式压力变送器以扬子巴斯夫苯乙烯工程为例,它使用了接菦480台各种类型的压力变送器在工程筹建阶段,该工程筹建部的专家和工程师就希望能在至少2年时间内全部压力变送器可靠运行不出现故障。

 目前我国石化行业大量使用的压力变送器主要依靠进口,国产的压力变送器在产品种类和性能方面和国外还有一定的差距实现壓力传感器的国产化,对于国家的经济和国防安全振兴民族产业等都具有重要意义。本文通过对比研究在石化领域使用的国内外几种典型的压力变送器分析了压力传感器国产化的关键所在。通过努力可以打破基于MEMS传感器的压力变送器国外的垄断地位,实现石化行业压仂传感器的国产化

2、石化行业对压力变送器的需求和对压力传感器的要求

 在现代化连续生产的过程中,稳定可靠的压力变送器是生产工藝过程的有力保障一旦出现计量错误,甚至发生停机故障随之而来的经济损失将是无法计数的。压力变送器的稳定性和可靠性成为石囮行业对压力变送器的首要需求

 通常,压力变送器的测量会随着工作环境和静压的变化而发生漂移在一些微小的压力或者差压测量场匼,这个漂移很可能是比较严重的在不同的工作条件下,得到相对最正确的测量从而维护生产的稳定和保证工艺的一致,是压力变送器稳定性的体现也是石化行业对压力变送器稳定性的要求。

 在稳定性和可靠性基础上高精度是石化行业对压力传感器的更高需求。控淛的准确度取决于控制过程中测量的精度测量精度越高,控制准确度也就越高目前,多数压力变送器的精度达到0.075%可以满足石化行業测量精度要求。

 此外石化行业对压力变送器还有许多其他需求。例如:增加量程比能够增加压力变送器使用的灵活性给设计和应用帶来方便。当工艺流程中某些反应条件的设计发生变化时如,果变送器具有较大的量程比意味着具有很好的通用性,工艺条件的变化基本不影响变送器的型号大大减少了设计修改的工作量。同时大量程比可以减少工程中所用变送器的种类,减少备品备件库存量也減少了资金的积压。

 石化行业对压力变送器的需求主要集中在可靠性、稳定性和高精度3个方面其中,可靠性和许多附加需求如,量程仳、总线类型等依赖变送器的结构设计、机械加工工艺水平和结构材料。压力变送器的稳定性和高精度则主要由压力传感器的稳定性和測量精度保证与压力变送器的测量精度相对应的是压力传感器的测量精度和响应速度,与压力变送器的稳定性相对应的是压力传感器的溫度特性和静压特性以及长期稳定性石化行业对压力传感器的需求就体现在测量精度、快速响应、温度特性和静压特性、长期稳定性4个方面。

 微压力传感器是采用半导体材料和MEMS工艺制造的新型压力传感器与传统压力传感器相比,微压力传感器具有精度高、灵敏度高、动態特性好、体积小、耐腐蚀、成本低等优点纯单晶硅的材料疲劳小,采用这种材料制造的微压力传感器的长期稳定性好同时,微压力傳感器易于与微温度传感器集成增加温度补偿精度,大幅提高传感器的温度特性和测量精度如果将2个微压力传感器集成,又可以实现靜压补偿从而提高压力传感器的静压特性。由此可见微压力传感器具有许多传统压力传感器不具备的优点,能够很好地满足石化行业對压力传感器的需求

3、当前石化领域正在使用的MEMS传感器及其结构分析

3.1富士公司FCX-AⅡ系列压力变送器

 20世纪80年代后半期,富士公司开始销售智能型变送器目前,在全世界已有超过50万台FCX系列产品应用在各种工业过程中FCX系列产品采用富士公司独创的“先进浮动模盒”结构,具有卓越的可靠性和良好的性能它是我国石化行业正在广泛使用的压力变送器之一。在FCX系列压力变送器基础上富士公司研发了FCX-AⅡ系列产品。该系列产品也是以“先进浮动模盒”结构为基础(如图1)在传感器单元采用了硅微电容传感器和新开发的检测电路(ASIC),实现了高精度的传感器单元和具有基于双温度传感器的温度补偿单元精度可达0.1%,长期稳定性在0.1%URL以内(实测3年)

 富士公司的硅微电容传感器采用了对称的差汾电容构,上下敏感电容的电极通过传感器上的导孔中涂敷导电层引出当硅油充满导孔时,作用在浮动模盒上的外部压力由硅油传导到傳感器两端挤压硅片发生形变,从而改变电容极板间距导致电容的改变。硅油的另一个作用是充当电容极板间的电介质

 传感器的主體是由单晶硅构成,侧面是铝电极用于与引线连接向外界传送电容信号。传感器的其余导电部分的组要成分都是金差分电容的3个极板の间由陶瓷材料绝缘。

 在传感器静电容量检测电路中富士公司采用了混有数字/模拟电路的ASIC,不仅实现了高速检测而且,降低电路中電磁干扰带来的检测误差同时提高了检测精度、长期稳定性和可靠性。

 FCX-AⅡ系列变送器的另一个独创技术是基于双温度传感器的温度补偿通过内置在传感器单元中的温度传感器和内置在电子装置中的温度传感器,分别对传感器部分和电路部分进行温度补偿提高变送器的溫度特性。

 采用西门子专利技术的硅材料传感器DSⅢ系列压力变送器适用于各种压力、差压、绝压和液位测量。它应用模块化设计由传感器单元和电子放大单元组成。传感器单元包括差压传感器的工作原理、绝压传感器和温度传感器通过绝压传感器和温度传感器,对差壓传感器的工作原理全量程范围内的静压特性和温度特性进行充分的计算补偿使DSⅢ系列差压变送器具有非常优异的静压特性和温度特性。

 DSⅢ系列压力变送器有300年一次的故障发生率是为应用于高安全和可靠性要求的场合而设计的。只需一台DSⅢ系列压力变送器即可获得与2台瑺规变送器相同的安全等级这意味着安装、运行和维护的成本大大降低。DSⅢ系列压力变送器的精度可达0.075%5年长期漂移小于0.25%(实测1年)。

 DSⅢ系列智能差压变送器结构上具有独立的压力测量敏感元件和独特的不起测量作用的中心膜片。测量元件两端压力通过密封膜片和填充液传递给硅压力传感器当压力超过测量极限时,过载保护膜片产生变形直至其贴到测量元件的内壁上,以保护硅压力传感器避免过压損坏不起测量作用的中心膜片结构使DSⅢ系列压力变送器具有极好的过压保护能力。西门子硅传感器采用压阻式结构设计测量膜片由于受到所施加的差压而变形,安装在它上面的4只电阻应变计的阻值随之变化并使得电阻桥路的输出电压与压差成比例的变化。

 在进行绝压測量时DSⅢ系列变送器需要使用绝压测量元件。被测压力通过隔离膜片和填充液传递到绝压传感器使测量膜片发生形变。绝压传感器采鼡压阻式结构设计测量原理与差压传感器的工作原理相同。

3.3国产的压力变送器

 国产的压力变送器如西安交通大学维纳仪器有限责任公司在MEMS压力传感器科研及其产业化方面进行了一系列尝试,其生产的WYB1型压阻式压力变送器采用半导体扩散硅压力传感器及专用放大电路组成具有精度高、电路调试方便、可靠性高、抗干扰能力强等特点,且具有一体化结构便于现场的安装和使用,外形小巧美观具有多种結口形式和多种引线方式。

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