1. Перетворювач тиску. Загальна інформація Датчик тиску загальнопромисловий PTE5000 Датчик тиску...
2. Типи сенсорів.
3. 2. Тонкоплівкові сенсори на сталевий мембрані
4. 3. Керамічні тензорезистивні сенсори
5. 4. Кремнієві тензорезистивні сенсори

Перетворювач тиску. Загальна інформація
Датчик тиску загальнопромисловий PTE5000

Датчик тиску загальнопромисловий CER-1

Перетворювач абсолютного тиску. Датчики Klay.

Перетворювач тиску - вимірювальний прилад, призначений для безперервного вимірювання тиску різних середовищ і подальшого перетворення виміряного значення в уніфікований вихідний сигнал по струму або напрузі. Перетворювачі тиску часто називають датчиками тиску .

Тиск визначається як одиниця сили створювана на одиницю площі поверхні. В системі СІ одиницею вимірювання тиску є Паскаль (Па). Один Паскаль дорівнює силі в один Ньютон, яка додається на площу в один квадратний метр (Па = Н / м2).

Залежно від виду вимірюваного тиску, перетворювачі тиску діляться на:

• Перетворювачі надлишкового тиску

  Дані перетворювачі вимірюють тиск, що створюється будь-якої середовищем щодо атмосферного тиску. Цей тип перетворювачів тиску є найпоширенішим і застосовується практично у всіх галузях промисловості: ЖКГ, енергетика, водопідготовка, водоочищення, системи опалення, кондиціонування і вентиляції, харчова промисловість, хімія та ін.

  Для вимірювання надлишкового тиску води, пара, нейтральних рідин і газів ТОВ «КІП-Сервіс» пропонує датчик тиску загальнопромислового призначення PTE5000 . Дані датчики широко застосовуються російськими підприємствами для вимірювання тиску води в системах котельні автоматики, системах водопостачання і водовідведення, ЖКГ та інших системах, де на першому плані стоїть невисока вартість обладнання.

• Перетворювачі абсолютного тиску

  Дані перетворювачі вимірюють тиск, що створюється будь-якої середовищем щодо абсолютного розрядження (вакууму). ці датчики тиску не так широко поширені, і використовуються в основному в хімічній промисловості.

  В асортименті датчиків ТОВ «КІП-Сервіс» перетворювачі абсолютного тиску представлені серією перетворювачів тиску CER-8000 і CER-2000 голландської фірми KLAY-INSTRUMENTS BV, виконані в корпусі з нержавіючої сталі, що актуально саме для хімічної промисловості. Слід зазначити, що дані серії датчиків тиску, в залежності від модифікації, можуть застосовуватися для вимірювання та інших видів тиску.

• Перетворювачі вакууметріческого тиску (розрядження)

  Ці датчики вимірюють рівень розрядження (вакууму) щодо атмосферного тиску. На сьогоднішній день вакуумні процеси знаходять широке застосування в таких галузях, як харчова промисловість (вакуумна упаковка, вакуумний транспорт), металургійна промисловість і виробництво ГТВ (лиття під вакуумом), автомобілебудування та ін.

• Перетворювачі гідростатичного тиску (гідростатичні рівнеміри)

  Дані перетворювачі являють собою різновид датчиків надлишкового даавленія, в тому випадку, коли останні застосовуються для вимірювання гідростатичного рівня рідин. Перетворювач фактично вимірює тиск стовпа рідини над ним. Для застосування в водоканалах і системах водоочищення в номенклатурі ТОВ «КІП-Сервіс» представлені заглибні гідростатичні датчики рівня Hydrobar виробництва фірми KLAY-INSTRUMENTS BV.

  Як було сказано вище, одиницею виміру тиску в системі СІ є «Паскаль» (Па). На практиці в промисловості широко застосовуються і інші одиниці виміру, крім «Па» найбільш поширеними є «bar» (бар), «м.в.с.» (м водяного стовпа) і «кгс / см2» (кілограм-сила на сантиметр квадратний), а також похідні цих одиниць: «мбар» (миллибар), «кПа» (кілопаскалях), «МПа» (мегапаскалей).

  Нижче наведена таблиця перекладу популярних одиниць вимірювання тиску:

Одиниці Па кПа МПа кгс / м2 кгс / см2 мм рт.ст. мм вод.ст. бар 1 Па 1 10-3 10-6 0,101 971 6 10,197 16 х 10-6 0,007 500 62 0,101 971 6 0,000 01 1 кПа 1 000 1 10-3 101,971 6 0,010 197 16 7,500 62 101,971 6 0,01 1 МПа 1 000 000 1 000 1 101 971,6 10,197 16 7 500,62 101 971,6 10 1 кгс / м2 9,806 65 9,806 65 х 10-3 9,806 65 х 10-6 1 0,000 1 0,073 555 9 1 98,066 5 х 10 6 1 кгс / см2 98 066,5 98,066 5 0,098 066 5 10 000 1 735,559 10 000 0,980 665 1 мм рт.ст. (При 0 ° C) 133,322 4 0,133 322 4 0,000 133 322 4 13,595 1 0,001 359 51 1 13,595 1 0,001 332 24 1 мм вод.ст. (При 0 ° C) 9,806 65 9,807 750 х 10-3 9,806 65 х 10-6 1 0,000 1 0,073 555 9 1 98,066 5 х 10-6 1 бар 100 000 100 0,1 10 197,16 1,019 716 750,062 10 197 , 16 1

Конструкція перетворювачів тиску

На малюнку знизу приведена загальна схема конструкції перетворювачів тиску. Залежно від типу датчика, виробника приладу і особливостей застосування, конструкція може змінюватися. Дана схема призначена для ознайомлення з основними елементами типового вимірювального перетворювача тиску.

• 1. Кабельний ввід

  Ця частина перетворювача тиску використовується для герметичного введення електричного кабелю в датчик. Як правило, використовується Сальникова введення типу PG9, але зустрічаються й інші варіанти під'єднання (наприклад PG16, M20x1,5).

• 2. Клеми

  Клеми необхідні для фізичного підключення електричних проводів до датчика. На сьогоднішній день переважна більшість перетворювачів тиску використовують 2-дротову схему підключення з вихідним сигналом 4 ... 20 мА.

• 3. Плата харчування / іскорзащіти

  Дана плата здійснює розподіл електричної енергії між електронними компонентами датчика. У перетворювачів у вибухонебезпечному виконанні на даній платі реалізується функція іскрозахисту. У недорогих датчиків тиску (наприклад, PTE5000), як правило, плата харчування і перетворювальна плата суміщені.

• 4. Корпус електроніки

  Частина датчика тиску, в якій розташовані плата харчування і перетворювальна плата. У перетворювачів низької цінової категорії (WIKA, BD Sensors) корпус електроніки і корпус власне датчика представляють одне ціле. Наявність окремого корпусу для електроніки характерно тільки для високоякісних перетворювачів тиску (наприклад KLAY-INSTRUMETNS, EMERSON, VALCOM, YOKOGAWA).

• 5. Перетворювальна плата

  Це одна з найважливіших частин перетворювачів тиску. Дана плата здійснює перетворення сигналу від первинного сенсора в уніфікований електричний сигнал по струму або по напрузі.

• 6. Корпус датчика

  Основна механічна частина, що представляє собою власне тіло перетворювача.

• 7. Проведення й атмосферна трубка

  Провід, як правило, представляють собою кабельний шлейф, який з'єднує висновки сенсора і перетворювальну плату. Атмосферна трубка використовується в датчиках надлишкового та вакууметріческого тиску для здійснення зв'язку чутливого елемента (сенсора тиску) з атмосферним тиском.

• 8. Технологічне з'єднання

  Ця частина перетворювачів тиску використовується для фізичного підключення датчика до процесу (до трубопроводу, ємності, апарату). Найбільш поширеним з'єднанням є різьбове манометріческое під'єднання G1 / 2 "за стандартом DIN 16288 і різьблення М20х1,5. Також широко зустрічаються з'єднання G1 / 4", G1 ", фланцеві з'єднання. У харчовій промисловості поширені спеціальні санітарні з'єднання, наприклад молочна гайка DIN 11851, DRD-фланець, хомути Tri-clamp.

  В асортименті ТОВ «КІП-Сервіс» є спеціальні перетворювачі тиску для застосування в харчовій (молочної, пивоварної) промисловості. Це прилади виробництва KLAY-INSTRUMENTS BV - датчики тиску серії 8000-SAN і інтелектуальні датчики тиску серії 2000-SAN , Які повністю задовольняють всім вимогам харчової промисловості з гігієни, точності вимірювань і температурним режимам.

• 9. Сенсор тиску (первинний перетворювач)

  Сенсор тиску - один з ключових елементів будь-якого перетворювача тиску. Даний елемент безпосередньо здійснює перетворення діючого на нього тиску в електричний сигнал, який потім уніфікується на перетворювальної платі. На сьогоднішній день існує кілька способів перетворення тиску в електричний сигнал. У промисловості застосовуються індуктивний, ємнісний і тензорезистивного методи перетворення. Найпоширенішим є тензорезистивного.

  Даний метод заснований на явищі тензоеффекта в металах і напівпровідниках. Тензорезистори з'єднані в бруківку схему ( міст Уитстона ) Під дією тиску змінюють свій опір, що призводить до разбалансу моста. Розбаланс прямо пропорційно залежить від ступеня деформації резисторів і, отже, від прикладеного тиску.

  

  На ринку існує 4 основних типи сенсорів, заснованих на тензорезистивного методі перетворення, які використовують всі існуючі виробники перетворювачів тиску. Розглянемо кожен тип окремо.

Типи сенсорів.

1. Товстоплівкові сенсори на металевій / керамічної мембрані

Даний тип тензорезистивних сенсорів є найбільш дешевим, і, як наслідок, широко використовується для виробництва недорогих перетворювачів тиску неагресивних середовищ (вода, повітря, пар).

Товстоплівкові сенсори мають наступні особливості:

2. Тонкоплівкові сенсори на сталевий мембрані

Тонкоплівкові сенсори на сталевий мембрані були розроблені спеціально для застосування в складі перетворювачів високого (понад 100 бар) тиску. Вони забезпечують хорошу лінійність і повторюваність при роботі з високими значеннями тиску.

Особливості тонкоплівкових сенсорів:

3. Керамічні тензорезистивні сенсори

Даний вид сенсорів використовується для високоточного вимірювання тиску середовищ, неагресивних до матеріалу кераміки (як правило Al2O3), крім харчових продуктів (т. К. Необхідно використання ущільнювача сенсора) і в'язких середовищ. Даний тип сенсорів використовують практично всі провідні виробники перетворювачів тиску.

особливості:

4. Кремнієві тензорезистивні сенсори

Кремнієві тензорезистивні сенсори широко застосовуються усіма провідними виробниками перетворювачів тиску в поєднанні із захисною розділовою мембраною з нержавіючої сталі (чи інших хімічно стійких сплавів) для високоточного вимірювання тиску різних середовищ.

Використання зварної розділової мембрани з нерж. стали дозволяє застосовувати даний тип сенсорів в харчовій промисловості і для вузьких середовищ.

особливості: