- Czujniki ciśnienia do różnych zastosowań
- Przegląd technologii
Przegląd technologii czujników ciśnienia
Dowiedz się, jakie technologie są stosowane w poszczególnych czujnikach i poznaj ich zalety i wady.
Przejdź do:
Ceramiczna pojemnościowa celka pomiarowa
Celka pomiarowa składa się z podstawy, dwóch warstw kondensatorów, tzw. fryty szklanej pełniącej rolę spoiwa i membrany.
Warstwy kondensatorów na podstawie wraz z membraną swoją budową przypominają kondensator płaski, przy czym jeden z nich ma funkcję pomiarową, a drugi referencyjną. Pod wpływem ciśnienia zmienia się odstęp pomiędzy membraną i podstawą, co powoduje zmiany pojemności elektrycznej pomiędzy elektrodami. Czujnik analizuje zmiany pojemności elektrycznej i przetwarza je na typowy sygnał stosowany w przemyśle.
Cechy:
- Zakresy ciśnień od 100 mbar do 600 bar, próżnia do -1 bar
- Nadzwyczaj solidne, o wysokim ciśnieniu znamionowym i rozrywającym
- Gwarancja pomiaru bez odchyłek > 100 milionów cykli ciśnienia
- Długoterminowa stabilność i wysoka powtarzalność pomiarów
- Sucha celka pomiarowa bez wypełniającego płynu
Argumenty za:
- Ceramika się nie starzeje i nie niszczy (długotrwała stabilność)
- Odporność na dynamiczne wzrosty ciśnienia i kawitację
- Minimalny wpływ temperatury na ceramiczną celkę pomiarową
- Wysoka odporność na chemikalia
- Elektroda bazowa podtrzymuje membranę w razie nadmiernego ciśnienia
Argumenty przeciw:
- Konieczna uszczelka elastomerowa – w przypadku gazów, tylko poniżej 25 bar
- Stosunkowo złożona instalacja celki pomiarowej w czujniku, stąd duża obudowa i większy koszt
Celka pomiarowa mierząca naprężenie membrany ze stali nierdzewnej
W tych celkach pomiarowych, na spodzie membrany ze stali nierdzewnej przytwierdzone są rezystory połączone w obwód mostka Wheatstone’a i pełniące rolę mierników naprężenia. Mogą one mieć postać grubo- lub cienkowarstwową. W momencie przyłożenia ciśnienia membrana celki pomiarowej ulega odkształceniu. To powoduje proporcjonalną zmianę sygnału na wyjściu obwodu mostkowego, która jest mierzona przez elektronikę i konwertowana na typowy sygnał wyjściowy stosowany w przemyśle.
Cechy:
- Zakresy ciśnień od 6 bar do 600 bar
- Pomiar ciśnienia gazu do 600 bar
- Duża stabilność długoterminowa
Argumenty za:
- Niewielkie wymiary, pod rozmiar klucza 19 lub 22mm
- Montaż bez uszczelek, celka pomiarowa jest spawana na przyłącze procesowe
- Wysokie ciśnienie niszczące
- Korzystne przy dużych ilościach
Argumenty przeciw:
- Mniej odporna na przeciążenie niż ceramiczna pojemnościowa celka pomiarowa
⇒ wzastosowaniach z dynamicznymi zmianami ciśnienia i kawitacją stanowczo zalecany element wytłumiający
Piezorezystancyjna celka pomiarowa
Te celki pomiarowe korzystają z efektu piezorezystancyjnego. Opisuje zmianę oporu elektrycznego materiału wskutek wywarcia nacisku. Zmiana oporu jest mierzona za pomocą obwodu mostkowego i konwertowana na typowy sygnał wyjściowy stosowany w przemyśle. Piezorezystancyjna krzemowa celka pomiarowa jest przyklejana do płytki drukowanej, na którą nanoszona jest powłoka zapewniająca ogólną odporność na media (zanieczyszczone powietrze, olej, woda, chłodziwo itp.).
Cechy:
- Odpowiednie do czujników pneumatycznych
- Możliwy pomiar różnicy ciśnień
Argumenty za:
- atrakcyjne cenowo
- mały element czujnika
Argumenty przeciw:
- brak odporności na media żrące bez dodatkowej ochrony