Введение
В предыдущей статье мы подробно описали классификацию датчиков давления по эталонам измерений, включая датчики абсолютного давления, датчики избыточного давления и датчики дифференциального давления. Мы изучили их принципы работы, сценарии применения и ключевые факторы выбора, заложив основу для выбора правильного датчика давления. Если вы не читали предыдущую часть, вы можетекликните сюдачтобы прочитать это. Однако помимо эталонных измерений датчики давления также можно классифицировать по технологии. Понимание различных типов датчиков давления в зависимости от технологии может помочь нам найти наиболее подходящий и высокопроизводительный датчик для конкретных применений.
Выбор датчиков давления по технологии имеет решающее значение, поскольку разные технологии имеют существенные различия в принципах измерения, точности, времени отклика, температурной стабильности и многом другом. Будь то промышленная автоматизация, медицинское оборудование, аэрокосмическая промышленность или мониторинг окружающей среды, выбор соответствующего типа датчика давления может значительно повысить надежность и эффективность системы. Поэтому в этой статье будут подробно рассмотрены принципы работы, сценарии применения, а также преимущества и недостатки пьезорезистивных, емкостных, пьезоэлектрических, индуктивных и оптоволоконных датчиков давления, что поможет вам сделать наиболее осознанный выбор среди множества вариантов.
Пьезорезистивные датчики давления
Определение и принцип работы
Пьезорезистивные датчики давления измеряют давление посредством изменений сопротивления, вызванных приложенным давлением. Принцип работы основан напьезорезистивный эффект, где сопротивление материала изменяется, когда он подвергается механической деформации (например, давлению). Обычно пьезорезистивные датчики давления изготавливаются из кремниевых, керамических или металлических пленок. Когда к этим материалам прикладывается давление, изменения их сопротивления преобразуются в электрические сигналы.
Сценарии применения
Пьезорезистивные датчики давления широко используются в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, медицинское оборудование, бытовая техника и промышленная автоматизация. В автомобильной промышленности измеряют давление моторного масла и давление в шинах. В медицинских приборах они используются для измерения артериального давления и давления в дыхательной системе. В промышленной автоматизации пьезорезистивные датчики контролируют давление в гидравлических и пневматических системах.
Пьезорезистивные датчики давления серии XDB, такие какXDB315иXDB308серии, еще больше расширяют возможности этих приложений. В датчиках давления серии XDB315 используются высокоточные и высокостабильные плоские гигиенические диафрагмы из рассеянного кремния, обладающие антиблокировочными функциями, долговременной надежностью и высокой точностью, что делает их особенно подходящими для отраслей с высокими санитарными требованиями, таких как пищевая и фармацевтические препараты. Датчики давления серии XDB308 с усовершенствованной технологией пьезорезистивного датчика и различными вариантами вывода сигнала обеспечивают превосходную долговременную стабильность и подходят для различных сред и сред, совместимых с SS316L.
Преимущества и недостатки
Пьезорезистивные датчики давления обеспечивают высокую точность, хорошую линейность и быстрое время отклика. Кроме того, они обычно имеют небольшой размер и подходят для приложений с ограниченным пространством. Однако эти датчики также имеют некоторые недостатки, такие как чувствительность к изменениям температуры, что может потребовать температурной компенсации. Более того, их долговременная стабильность в условиях высокого давления может быть не такой хорошей, как у других типов датчиков.
Емкостные датчики давления
Определение и принцип работы
Емкостные датчики давления определяют давление путем измерения изменений емкости, вызванных приложенным давлением. Эти датчики обычно состоят из двух параллельных электродных пластин. При приложении давления расстояние между этими пластинами меняется, что приводит к изменению емкости. Изменение емкости затем преобразуется в читаемые электрические сигналы.
Сценарии применения
Емкостные датчики давления широко используются в системах измерения уровня жидкости, обнаружения газа и вакуумных системах. При измерении уровня жидкости они определяют уровень путем измерения изменений высоты жидкости. При обнаружении газа они измеряют давление и расход газа. В вакуумных системах отслеживают изменения внутреннего давления.
Емкостные датчики давления/перепада давления серии XDB602.Модульная конструкция микропроцессора и передовая технология цифровой изоляции обеспечивают исключительную стабильность и устойчивость к помехам. Встроенные датчики температуры повышают точность измерений и уменьшают температурный дрейф, а также обладают надежными возможностями самодиагностики, что делает их идеальными для высокоточных приложений в промышленной автоматизации и управлении технологическими процессами.
Преимущества и недостатки
Емкостные датчики давления обеспечивают высокую чувствительность, низкое энергопотребление и хорошую температурную стабильность. Кроме того, их простая структура обеспечивает им долгий срок службы. Однако они чувствительны к изменениям влажности и могут потребовать дополнительной защиты в условиях высокой влажности. Кроме того, емкостные датчики могут плохо работать в условиях высокого давления.
Пьезоэлектрические датчики давления
Определение и принцип работы
Пьезоэлектрические датчики давления измеряют давление с помощью пьезоэлектрического эффекта, при котором некоторые кристаллические материалы генерируют электрические заряды под воздействием механического давления. Эти материалы обычно включают кварц, титанат бария и пьезоэлектрическую керамику. При приложении давления они производят электрические сигналы, пропорциональные приложенному давлению.
Сценарии применения
Пьезоэлектрические датчики давления широко используются в динамических системах.измерение давления, такие как испытания на удар, исследование взрывов и измерение вибрации. В аэрокосмической и автомобильной промышленности они измеряют давление сгорания двигателя и ударные волны. В промышленной автоматизации контролируют вибрацию и механические нагрузки.
Преимущества и недостатки
Пьезоэлектрические датчики давления обладают высокочастотным откликом, хорошими динамическими характеристиками и высокой чувствительностью, что делает их пригодными для измерения быстро меняющихся давлений. Однако их нельзя использовать для измерения статического давления, поскольку они не могут сохранять заряд в течение долгого времени. Они также чувствительны к изменениям температуры и могут потребовать температурной компенсации.
Индуктивные датчики давления
Определение и принцип работы
Индуктивные датчики давления определяют давление путем измерения изменений индуктивности, вызванных приложенным давлением. Эти датчики обычно состоят из индуктивной катушки и подвижного сердечника. При приложении давления положение сердечника меняется, изменяя индуктивность катушки. Изменение индуктивности затем преобразуется в читаемые электрические сигналы.
Сценарии применения
Индуктивные датчики давления в основном используются в высокотемпературных средах и суровых промышленных условиях, например, для контроля давления в турбинах и высокотемпературных жидкостных системах. В нефтегазовой отрасли измеряют забойное давление. В промышленной автоматике контролируют давление высокотемпературных газов и жидкостей.
Преимущества и недостатки
Индуктивные датчики давления обеспечивают хорошую температурную стабильность и высокую точность, подходят для высоких температур и суровых условий. Их прочная конструкция обеспечивает долгосрочную надежность. Однако эти датчики относительно велики и могут не подойти для приложений с ограниченным пространством. Кроме того, их скорость отклика относительно низкая, что делает их менее подходящими для быстро меняющихся измерений давления.
Оптоволоконные датчики давления
Определение и принцип работы
Оптоволоконные датчики давления определяют давление, измеряя изменения световых сигналов, вызванные приложенным давлением. Эти датчики используют изменения интенсивности света, фазы или длины волны внутри оптического волокна для отражения изменений давления. Когда к волокну прикладывается давление, его физические свойства изменяются, изменяя световые сигналы.
Сценарии применения
Оптоволоконные датчики давления широко используются в медицине, экологическом мониторинге и нефтеразведке. В медицинской сфере измеряют артериальное давление и внутреннее давление тела. В ходе мониторинга окружающей среды они определяют давление океана и грунтовых вод. При разведке нефти они измеряют давление во время бурения.
Преимущества и недостатки
Оптоволоконные датчики давления обеспечивают устойчивость к электромагнитным помехам, пригодность для измерений на больших расстояниях и высокую чувствительность. Свойства материала позволяют им стабильно работать в суровых условиях. Однако эти датчики дороги, а их установка и обслуживание сложны. Они также чувствительны к механическим повреждениям, требуют бережного обращения и защиты.
Понимая принципы работы, сценарии применения, а также преимущества и недостатки различных типов датчиков давления в зависимости от технологии, мы можем сделать более осознанный выбор для конкретных приложений, гарантируя, что выбранные датчики соответствуют требованиям и повышают надежность и эффективность системы.
Время публикации: 12 июля 2024 г.