Introduksjon
I den forrige artikkelen detaljerte vi klassifiseringen av trykksensorer etter målereferanse, inkludert absolutte trykksensorer, manometertrykksensorer og differensialtrykksensorer. Vi utforsket deres arbeidsprinsipper, applikasjonsscenarier og nøkkelvalgfaktorer, og la grunnlaget for å velge riktig trykksensor. Hvis du ikke har lest forrige del, kan duklikk herå lese den. Men i tillegg til målereferanse, kan trykksensorer også klassifiseres etter teknologi. Å forstå forskjellige typer trykksensorer etter teknologi kan hjelpe oss med å finne den mest passende og høyytende sensoren for spesifikke bruksområder.
Å velge trykksensorer etter teknologi er avgjørende fordi ulike teknologier har betydelige forskjeller i måleprinsipper, nøyaktighet, responstid, temperaturstabilitet og mer. Enten i industriell automasjon, medisinsk utstyr, romfart eller miljøovervåking, kan valg av riktig type trykksensor øke påliteligheten og effektiviteten til systemet betraktelig. Derfor vil denne artikkelen fordype seg i arbeidsprinsippene, applikasjonsscenariene og fordelene og ulempene ved piezoresistive, kapasitive, piezoelektriske, induktive og fiberoptiske trykksensorer, og hjelpe deg med å ta det mest informerte valget blant mange alternativer.
Piezoresistive trykksensorer
Definisjon og arbeidsprinsipp
Piezoresistive trykksensorer måler trykk gjennom endringer i motstand forårsaket av påført trykk. Arbeidsprinsippet er basert påpiezoresistiv effekt, hvor motstanden til et materiale endres når det gjennomgår mekanisk deformasjon (som trykk). Vanligvis er piezoresistive trykksensorer laget av silisium-, keramikk- eller metallfilmer. Når trykk påføres disse materialene, konverteres deres motstandsendringer til elektriske signaler.
Applikasjonsscenarier
Piezoresistive trykksensorer er mye brukt i ulike industrielle felt, for eksempel bilindustri, medisinsk utstyr, husholdningsapparater og industriell automasjon. I bilindustrien måler de motoroljetrykk og dekktrykk. I medisinsk utstyr brukes de til å måle blodtrykk og trykk i luftveiene. I industriell automasjon overvåker piezoresistive sensorer trykket i hydrauliske og pneumatiske systemer.
XDB-serien piezoresistive trykksensorer, for eksempelXDB315ogXDB308serien, utvide mulighetene for disse applikasjonene ytterligere. XDB315-seriens trykktransmittere bruker høypresisjon og høystabil diffunderet silisium-flatfilm sanitærmembraner, med antiblokkeringsfunksjoner, langsiktig pålitelighet og høy nøyaktighet, noe som gjør dem spesielt egnet for bransjer med høye sanitærkrav, som mat og legemidler. XDB308-seriens trykktransmittere, med avansert piezoresistiv sensorteknologi og ulike signalutgangsalternativer, gir utmerket langsiktig stabilitet, egnet for ulike medier og miljøer som er kompatible med SS316L.
Fordeler og ulemper
Piezoresistive trykksensorer gir høy nøyaktighet, god linearitet og rask responstid. I tillegg er de vanligvis små i størrelse og egnet for bruk med begrenset plass. Disse sensorene har imidlertid også noen ulemper, for eksempel følsomhet for temperaturendringer, som kan kreve temperaturkompensasjon. Dessuten er deres langsiktige stabilitet i høytrykksapplikasjoner kanskje ikke like god som andre typer sensorer.
Kapasitive trykksensorer
Definisjon og arbeidsprinsipp
Kapasitive trykksensorer registrerer trykk ved å måle endringer i kapasitans forårsaket av påført trykk. Disse sensorene består vanligvis av to parallelle elektrodeplater. Når det påføres trykk, endres avstanden mellom disse platene, noe som resulterer i en endring i kapasitansen. Kapasitansendringen konverteres deretter til lesbare elektriske signaler.
Applikasjonsscenarier
Kapasitive trykksensorer er mye brukt i væskenivåmåling, gassdeteksjon og vakuumsystemer. Ved væskenivåmåling bestemmer de nivået ved å måle endringer i væskehøyde. Ved gassdeteksjon måler de gasstrykk og strømning. I vakuumsystemer overvåker de interne trykkendringer.
XDB602-serien kapasitive trykk-/differensialtrykktransmittere, med modulær mikroprosessordesign og avansert digital isolasjonsteknologi, sikrer eksepsjonell stabilitet og motstand mot interferens. Innebygde temperatursensorer forbedrer målenøyaktigheten og reduserer temperaturdrift, sammen med robuste selvdiagnostiske muligheter, noe som gjør dem ideelle for høypresisjonsapplikasjoner innen industriell automasjon og prosesskontroll.
Fordeler og ulemper
Kapasitive trykksensorer gir høy følsomhet, lavt strømforbruk og god temperaturstabilitet. I tillegg gir deres enkle struktur dem lang levetid. Imidlertid er de følsomme for fuktighetsendringer og kan kreve ekstra beskyttelse i miljøer med høy luftfuktighet. Videre kan det hende at kapasitive sensorer ikke fungerer godt i høytrykksapplikasjoner.
Piezoelektriske trykksensorer
Definisjon og arbeidsprinsipp
Piezoelektriske trykksensorer måler trykk ved hjelp av den piezoelektriske effekten, der visse krystallinske materialer genererer elektriske ladninger når de utsettes for mekanisk trykk. Disse materialene inkluderer vanligvis kvarts, bariumtitanat og piezoelektrisk keramikk. Når det påføres trykk, produserer de elektriske signaler proporsjonale med det påførte trykket.
Applikasjonsscenarier
Piezoelektriske trykksensorer er mye brukt i dynamisktrykkmåling, som slagtesting, eksplosjonsforskning og vibrasjonsmåling. I romfarts- og bilindustrien måler de motorens forbrenningstrykk og sjokkbølger. I industriell automasjon overvåker de vibrasjoner og mekanisk påkjenning.
Fordeler og ulemper
Piezoelektriske trykksensorer tilbyr høyfrekvent respons, god dynamisk ytelse og høy følsomhet, noe som gjør dem egnet for måling av raskt skiftende trykk. De kan imidlertid ikke brukes til statisk trykkmåling da de ikke kan opprettholde en ladning over tid. De er også følsomme for temperaturendringer og kan kreve temperaturkompensasjon.
Induktive trykksensorer
Definisjon og arbeidsprinsipp
Induktive trykksensorer registrerer trykk ved å måle endringer i induktans forårsaket av påført trykk. Disse sensorene består vanligvis av en induktiv spole og en bevegelig kjerne. Når det påføres trykk, endres kjernens posisjon, og endrer induktansen til spolen. Induktansendringen konverteres deretter til lesbare elektriske signaler.
Applikasjonsscenarier
Induktive trykksensorer brukes hovedsakelig i høytemperaturmiljøer og tøffe industrielle omgivelser, som turbintrykkovervåking og høytemperaturvæskesystemer. I olje- og gassindustrien måler de nedihullstrykk. I industriell automatisering overvåker de trykket til høytemperaturgasser og væsker.
Fordeler og ulemper
Induktive trykksensorer gir god temperaturstabilitet og høy nøyaktighet, egnet for høye temperaturer og tøffe miljøer. Deres robuste struktur gir langsiktig pålitelighet. Disse sensorene er imidlertid relativt store og egner seg kanskje ikke for applikasjoner med begrenset plass. I tillegg er responshastigheten deres relativt langsom, noe som gjør dem mindre egnet for raskt skiftende trykkmålinger.
Fiberoptiske trykksensorer
Definisjon og arbeidsprinsipp
Fiberoptiske trykksensorer registrerer trykk ved å måle endringer i lyssignaler forårsaket av påført trykk. Disse sensorene bruker variasjoner i lysintensitet, fase eller bølgelengde i den optiske fiberen for å reflektere trykkendringer. Når det påføres trykk på fiberen, endres dens fysiske egenskaper, noe som endrer lyssignalene.
Applikasjonsscenarier
Fiberoptiske trykksensorer er mye brukt i medisinske felt, miljøovervåking og oljeleting. På det medisinske feltet måler de blodtrykk og indre kroppstrykk. I miljøovervåking oppdager de hav- og grunnvannstrykk. I oljeleting måler de trykk under boreprosesser.
Fordeler og ulemper
Fiberoptiske trykksensorer gir immunitet mot elektromagnetisk interferens, egnethet for langdistansemålinger og høy følsomhet. Deres materialegenskaper gjør at de kan fungere stabilt i tøffe miljøer. Disse sensorene er imidlertid kostbare, og installasjon og vedlikehold er komplisert. De er også følsomme for mekanisk skade, og krever forsiktig håndtering og beskyttelse.
Ved å forstå arbeidsprinsippene, applikasjonsscenariene og fordeler og ulemper ved forskjellige typer trykksensorer etter teknologi, kan vi ta mer informerte valg for spesifikke applikasjoner, og sikre at de valgte sensorene oppfyller kravene og forbedrer systemets pålitelighet og effektivitet.
Innleggstid: 12-jul-2024