隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,當(dāng)今的壓力傳感器變得比以往更加精確、可靠和堅固。即使在高溫、高濕、振動的極端環(huán)境內(nèi),它們也能長期工作。工業(yè)壓力傳感器在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用非常廣泛,涵蓋從暖通空調(diào)/制冷壓縮機(jī)、制冷和調(diào)速泵到液壓、石油和水務(wù)。例如,它們可用于測量:
? 碳氟化合物制冷劑的壓力,用于在工業(yè)制冷應(yīng)用中優(yōu)化制冷劑流量
? 制冷系統(tǒng)中的冷熱水壓力
? 重型工程裝載機(jī)和叉車的液壓壓力
? 整座大型車廠的車間氣壓,為氣動工具提供氣源
? 機(jī)車的剎車系統(tǒng)壓力
? 壓縮機(jī)或泵機(jī)的抽排壓力
? 消防車的水壓
傳感器可以用于任何設(shè)有管道或腔室的地方。它的作用是感測壓力并將其轉(zhuǎn)換為一個比例電氣輸出信號,然后發(fā)送給監(jiān)測或控制系統(tǒng)。這些傳感器監(jiān)測系統(tǒng)的性能和效率,幫助優(yōu)化其運行。因此,為新應(yīng)用挑選和安裝合適的傳感器是一個非常重要的決策。選擇錯誤就會導(dǎo)致一系列系統(tǒng)問題。
首個也是最重要的因素是壓力。為確保正確的傳感器選型,必須先明確一些問題:壓力測量范圍多大、最高壓力多少、系統(tǒng)過壓概率有多少。 在明確上述與您的應(yīng)用緊密相關(guān)的問題后,建議您繼續(xù)查閱壓力傳感器的規(guī)格參數(shù)表并針對下列問題找到相應(yīng)參數(shù)值:耐受壓力(不會降低傳感器性能指標(biāo)的最大作用壓力)、破裂壓力(會破壞傳感器膜片或外殼并引起泄漏的壓力)。根據(jù)廠家的技術(shù)參數(shù)表可以在網(wǎng)上很容易地找到這些問題的解答,但正規(guī)廠家一般都會有應(yīng)用工程師與您深入探討應(yīng)用要求。 傳感器的任何接液表面都必須與介質(zhì)兼容,如機(jī)油、制動液、制冷劑、液壓油、海水、廢水、自來水、氧氣、壓縮空氣和氮氣等。還要特別注意一些侵蝕性介質(zhì),如氨水、離子水、鹽水、氫氣、酸和航空煤油。另外,還要確保膜片、接頭和焊縫都與介質(zhì)兼容。這些信息一般在產(chǎn)品參數(shù)表中都有說明,但知名廠家都會安排技術(shù)支持人員幫助您解答可能遇到的其他問題。 溫度因素包括環(huán)境溫度和過程介質(zhì)溫度。傳感器能否在大部分環(huán)境和過程介質(zhì)溫度下工作,這是一定要清楚的。當(dāng)應(yīng)用涉及到高溫,導(dǎo)致一些安裝似乎很棘手甚至不可能時,建議用戶咨詢傳感器廠家尋求解決方案。比如,您的應(yīng)用涉及到300°F的蒸汽,但您只能找到最高工作溫度不超過150°F的傳感器。這時可以在蒸汽管線和傳感器之間跨接管道(甚至短至12英寸,具體取決于環(huán)境)來予以解決,這樣高溫就可以散發(fā)到大氣中去了。(1)結(jié)構(gòu)/機(jī)械設(shè)計堅固性 在探討新傳感器安裝和壓力、介質(zhì)、溫度及環(huán)境的關(guān)系后,現(xiàn)在是看一下傳感器結(jié)構(gòu)的時候了。首先,應(yīng)首選具有整體焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,這有助于實現(xiàn)堅固設(shè)計。其次,還要注意連接器在傳感器外殼上的焊接牢固度。再者,確保廠家能提供種類齊全的壓力接頭,包括標(biāo)準(zhǔn)1/4"和1/8" NPT和定制的過程接頭。市售工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電氣連接器種類也很多。由于傳感器一般不帶與之配套的電氣連接器,務(wù)必確保另購的電氣連接器能夠與現(xiàn)場連接器相匹配。根據(jù)傳感器相鄰設(shè)備的噪聲等級,所選電氣連接器還要能夠保證傳感器信號完整性。 一些傳感器為避免連接器針腳生銹需要防潮處理,而一些更堅固的傳感器設(shè)計則能適應(yīng)潮濕環(huán)境。要隔離表壓傳感器(以大氣壓為基準(zhǔn)的傳感器)時,可以將產(chǎn)品從潮濕的環(huán)境中移走,放置到附近的密封接線盒中,再通過線管與大氣相連通。在接線盒中放置干燥劑可以進(jìn)一步防止傳感器受潮。 如果擔(dān)心在惡劣環(huán)境中傳感器保護(hù)不力,則所選產(chǎn)品的外殼防護(hù)等級 (IP) 要能滿足安裝需求。傳感器防護(hù)等級類別很多。例如,IP65型完全防塵防噴水,IP67型防塵、防短時間浸水,而IP69K型號則適用于高壓、高溫場合。若存在液體滲入風(fēng)險,則必須使用密封電纜。 對于工業(yè)制冷等戶外應(yīng)用,還必須滿足OEM提出的額外要求以提供連續(xù)、精確的測量結(jié)果。在一個冰凍/解凍循環(huán)后,傳感器必須能夠恢復(fù)正常工作狀態(tài)并提供精確的測量結(jié)果。 此外,產(chǎn)品還應(yīng)通過EMC認(rèn)證,能夠耐受諸如大型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾,避免出現(xiàn)感應(yīng)電壓并產(chǎn)生錯誤輸出。而且,傳感器結(jié)構(gòu)還應(yīng)具有較高的耐振動沖擊性能。盡量避免使用環(huán)氧樹脂、內(nèi)部彈性體和O形圈來密封傳感器,否則它們會與某些過程介質(zhì)(如制冷劑)產(chǎn)生不良反應(yīng)。同樣還要避免使用壓接或螺紋密封外殼以避免出現(xiàn)滲水問題。最后,產(chǎn)品焊點要越少越好。在某些環(huán)境(例如極端的振動)中焊點可能會出現(xiàn)接觸不良的問題。由于很難保證焊接質(zhì)量一致性,并且在投入應(yīng)用前往往很難找到不良焊點,所以要避免手動焊接。 型號配置越多越好,必要時可訂購除壓力外還有多種輸出選項的型號,例如溫度、psi或bar壓力范圍、復(fù)合壓、表壓或密封表壓類型。傳感器規(guī)格參數(shù)表上還有一些信息可能對應(yīng)用很重要。例如是否符合CE和RoHS標(biāo)準(zhǔn)以及是否通過UL認(rèn)證。參數(shù)表還會列出疲勞壽命,一般約為108次循環(huán)。還要了解傳感器的長期穩(wěn)定性 – 在相對較長時間內(nèi)保持性能特性的能力,例如優(yōu)于±0.1% FS/年。充油傳感器添加了具有不同熱力系數(shù)的材料,可能會降低穩(wěn)定性,宜盡量避免使用。隨著油溫的波動,傳感特性會因膜片而發(fā)生變化。當(dāng)溫度升高時油液膨脹,向膜片施加壓力,導(dǎo)致不準(zhǔn)確的壓力讀數(shù)。更嚴(yán)重的是,一旦膜片破裂,介質(zhì)就會被油液污染。高壓傳感器不得使用陶瓷技術(shù),盡管它們具有極好的線性度,但陶瓷易碎且其破裂壓力低于其他類型的傳感器。 當(dāng)前,濺射薄膜應(yīng)變計技術(shù)被視為是工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的最新科技。這類傳感器使用成熟的惠斯通電橋原理(見下圖)。這種設(shè)計的原理是將分子層濺射到17-4 PH不銹鋼膜片上,蝕刻出具有出色電阻特征和均勻性的電路。濺射薄膜技術(shù)將應(yīng)變計沉積在傳感膜片背面,直接接觸介質(zhì),使之具有結(jié)構(gòu)簡單、高度精確、外形緊湊的特點。 該方法幾乎消除了漂移,同時提高了靈敏度。這種技術(shù)將緊湊的設(shè)計和良好的溫度穩(wěn)定性有機(jī)結(jié)合在一起。由于電路是蝕刻而成的,不含易分解易脫落的膠水或環(huán)氧樹脂,因此測量精度更好。 在運行過程中,應(yīng)變計與彈性圓形膜片合二為一,接線至惠斯通電橋來測量壓力變化。膜片在受到系統(tǒng)壓力而發(fā)生位移時將與壓力成比例的表面應(yīng)力作用在應(yīng)變計上,由此產(chǎn)生一個線性比例模擬電氣輸出信號,一般是通過兩根導(dǎo)線輸出4-20 mA。 這種電路設(shè)計還具有其他特性。例如線性溫度補(bǔ)償。因為極端溫度波動會對傳感器輸出信號產(chǎn)生不利影響,所以溫度是個很重要的影響因素。為避免這類問題,帶溫度補(bǔ)償能力的傳感器通過對輸出信號進(jìn)行電子調(diào)節(jié)來抵消介質(zhì)中的已知溫度誤差。產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)表會詳細(xì)說明補(bǔ)償溫度范圍。 該設(shè)計還縮短了從膜片到中間電路板和從電路板到連接器的電路連接。連接更短意味著可能會引起故障的振動更小。模塊化傳感器設(shè)計的額外好處是縮短設(shè)計周期,滿足客戶的個性化要求。由于傳感器是模塊化的,其各種組件–外殼、電路板、膜片、端子、壓力端口、過程連接、接頭等都能夠很快地從庫存中獲得,實現(xiàn)快速裝配和發(fā)貨。(3)供應(yīng)商的供應(yīng)鏈和設(shè)計控制 最后,在確定OEM壓力傳感器之前,應(yīng)選擇一家會對每個傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)并在整個工作范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定性和線性度測試的供應(yīng)商。供應(yīng)商的供應(yīng)鏈和設(shè)計控制市場上從事工業(yè)OEM壓力傳感器的設(shè)計與制造的供應(yīng)商參次不齊。深圳現(xiàn)代豪方作為中國工業(yè)備品備件供應(yīng)商。我們的使命:用比較低的價格和比較多的選擇,讓中國企業(yè)用上來自世界各地合適的工業(yè)設(shè)備、工具及備件,促進(jìn)中國企業(yè)的正常、高效運作和發(fā)展。大多數(shù)情況下,可以從供應(yīng)商的樣本或網(wǎng)站上選擇傳感器(我們的網(wǎng)站:http://www.zuoyouzichan.cn/)。但是如果沒有明確把握,例如涉及到極端溫度、壓力或環(huán)境,明智的做法是先聯(lián)系我們對系統(tǒng)進(jìn)行評估。盡管用戶或許會認(rèn)為應(yīng)用過于特殊,棘手甚至根本無法實現(xiàn),但壓力傳感器廠家肯定以前多次碰到過,從而能夠向您推薦可行的方案。我們既能幫助客戶分析以前的問題、現(xiàn)場細(xì)節(jié)及過去的故障,又能提供熱線服務(wù)、技術(shù)文檔、疑難解答及指導(dǎo),確保傳感器長期正常運行。