Transmițător de presiune cu siliciu difuzat

Un transmițător de presiune transformă presiunea dintr-o conductă într-un semnal pe care un sistem de conducere îl poate citi. Instrumentul din această pagină folosește o capsulă sensibilă din siliciu cu difuzie într-un corp din oțel inoxidabil 304, ceea ce înseamnă că presiunea acționează direct asupra capsulei, iar ieșirea este derivată din capsulă, nu din mișcarea unui mecanism.

Seria acoperă de la -100 kPa la 100 MPa și cuprinde referințe manometrică, absolută și manometrică etanșată. Șaptesprezece domenii sunt ținute ca poziții de stoc, de la 0-5 kPa la 0-2,5 MPa, toate cu ieșire 4-20 mA în doi conductori, alimentare de 24 VDC, racord de proces M20×1,5 și un cablu de 1 m. Seria largă merge de la 0-1 kPa până la 0-60 MPa și include domenii combinate care traversează zeroul în vid.

Ieșirea este 4-20 mA în standard, cu 0-5 V, 0-10 V și RS-485 disponibile la comandă. Etanșarea este IP65, precizia declarată pe domeniile de stoc este 0,2 % FS cu o stabilitate de ±0,1 % FS pe an, iar domeniul de temperatură al mediului este -20 până la +80 °C în standard sau până la +150 °C în construcția de temperatură ridicată.

Cum lucrează un transmițător de presiune cu siliciu difuzat

Partea sensibilă este o membrană de siliciu cu o rețea de rezistoare difuzate pe suprafață. Presiunea pe o față a membranei o deformează, rezistoarele își schimbă valoarea odată cu deformarea, iar un circuit în punte transformă această schimbare într-o tensiune. Capsula este un dispozitiv solid, fără pârghie, fără pivot și fără tijă de legătură, motiv pentru care un transmițător de acest fel își ține calibrarea mai bine decât un manometru mecanic sub vibrații și poate fi făcut destul de mic pentru a încăpea într-un port de mașină.

În majoritatea construcțiilor industriale, membrana este separată de proces printr-o membrană subțire de izolare și un lichid de umplere, așa că mediul atinge oțelul inoxidabil 304, nu siliciul. Decizia aceasta este ce permite aceleiași capsule să fie folosită pe apă, ulei și gaze. Tot ea fixează limita: un mediu care atacă oțelul inoxidabil 304 atacă membrana de izolare exact cum ar ataca orice altă parte a ansamblului umed.

Etajul de ieșire transformă apoi tensiunea punții în semnalul standard. Într-un aranjament cu doi conductori și 4-20 mA, transmițătorul își ia alimentarea din chiar bucla pe care o modulează, așa că curentul care circulă în buclă este măsurarea, iar instrumentul receptor îl citește direct. De aceea o buclă cu doi conductori nu este afectată de o cădere mică de tensiune pe cablu și de aceea aceiași doi conductori servesc ambele scopuri.

Cum se alege transmițătorul potrivit

Se alege mai întâi domeniul de măsurare, și se alege după presiunea normală de lucru, nu după o cifră de vârf. Precizia declarată se aplică scării complete a domeniului ales, așa că un domeniu de câteva ori mai mare decât presiunea de lucru face fiecare citire mai puțin precisă decât ar trebui. Cifra de suprapresiune de 1,5 ori acoperă vârfuri de scurtă durată, nu o depășire susținută.

Apoi se hotărăște referința de presiune. Un transmițător manometric citește față de atmosferă și este alegerea obișnuită pentru refularea unei pompe sau pentru o linie de aer comprimat. Un transmițător absolut citește față de vid și se folosește acolo unde variațiile barometrice contează. Un transmițător manometric etanșat citește față de o referință închisă și se potrivește acolo unde o referință ventilată s-ar umple cu mediul.

Apoi se stabilesc ieșirea și racordul. Doi conductori cu 4-20 mA este varianta implicită și cea mai simplă de cablat. O ieșire de tensiune se potrivește unei distanțe scurte până la un regulator care primește intrare de tensiune, iar RS-485 se potrivește unui transmițător citit digital alături de altele. Racordul de proces este de obicei fixat de portul care există deja pe mașină, iar opțiunile de aici merg de la M8×1 până la flanșe DN100, cu fileturi la comandă.

În fine, se confirmă mediul și temperatura. Apa, uleiul și gazele obișnuite se potrivesc construcției standard. Un mediu peste 80 °C cere versiunea de temperatură ridicată, iar un mediu care atacă oțelul inoxidabil 304 cere alt material umed, ceea ce este un caz de ridicat, nu de presupus.

Limite și puncte de confirmat

Un transmițător măsoară presiunea într-un punct. Nu măsoară debitul prin el însuși, iar o citire de presiune folosită pentru a deduce debitul depinde de geometria dintre priza de presiune și punctul de referință, așa că același instrument dă rezultate diferite pe altă instalație. Acolo unde o cifră de debit trebuie calculată dintr-o presiune diferențială, aceea este o măsurare separată.

Corpul din oțel inoxidabil 304 nu este potrivit pentru orice mediu. Apa cu cloruri, unii acizi și unele substanțe chimice de proces îl atacă, iar semnul obișnuit este coroziunea punctiformă la membrana de izolare, nu la corp. Compatibilitatea este o întrebare de lămurit înainte de comandă pentru orice mediu din afara apei, uleiului și gazelor obișnuite.

Două cifre din materialul livrat trebuie confirmate și sunt publicate ca puncte deschise. Precizia apare și ca 0,2 %, și ca 0,5 %, cu fiecare poziție de stoc marcată la 0,2 % FS și cu cifra de 0,5 % descrisă ca opțiune de serie. Iar standardul de referință din spatele valorii de precizie nu este numit, așa că dacă trebuie citat un standard anume, este un caz de ridicat, nu de citit de pe această pagină.

Câteva alte valori pe care le cere adesea o specificație lipsesc din material și apar aici ca informații necesare: domeniul de temperatură de funcționare al electronicii, distinct de domeniul mediului, documentația de calibrare și lista de certificări. Funcțiile pinilor diferă de asemenea între formele de ieșire, așa că legarea se ia din forma comandată, nu dintr-o singură schemă.