Presio-transmisore motak

Presio-transmisorearen auto-sarrera erraza

Presio-sentsore bat, zeinaren irteera seinale estandar bat den, presio-transmisorea presio-aldagai bat onartu eta proportzioan irteera-seinale estandar bihurtzen duen tresna bat da. Karga-zelula sentsoreak sentitzen dituen gasaren, likidoaren eta abarren presio-parametro fisikoak seinale elektriko estandarretan (adibidez, 4-20mADC, etab.) bihur ditzake, neurketa eta adierazpenerako eta prozesuaren erregulaziorako bigarren mailako tresnak emateko, hala nola alarma adierazleak, grabagailuak, erregulatzaileak, etab.

Presio-transmisoreen sailkapena

Normalean, presio-transmisoreak printzipio honen arabera banatzen dira:
Presio-transmisore kapazitiboak, presio-transmisore erresistenteak, presio-transmisore induktiboak, erdieroaleen presio-transmisoreak eta presio-transmisore piezoelektrikoak maiztasun handiko neurketarako. Horien artean, presio-transmisore erresistenteak dira gehien erabiltzen direnak. Presio-transmisore kapazitiboak Rosemount-en 3051S transmisorea hartzen du goi-mailako produktuen ordezkari gisa.

Presio-transmisoreak metalezkoak, zeramikoak, silizio difusoak, silizio monokristalinoak, zafirozkoak, ihinztatutako filmak eta abar bana daitezke, presio-sentikorrak diren osagaien arabera.

• Metalezko presio-transmisoreak zehaztasun eskasa du, baina tenperaturaren eragin txikia du, eta tenperatura-tarte zabala eta zehaztasun-eskakizun txikiak dituzten eremuetarako egokia da.
• Zeramikazko presio-sentsoreek zehaztasun hobea dute, baina tenperaturak eragin handiagoa jasaten du. Zeramikei erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia ere ematen zaie, eta hori erantzun-arloan erabil daiteke.
• Silizio barreiatuaren presio-transmisioaren zehaztasuna oso altua da, eta tenperatura-desbideratzea ere handia da, beraz, tenperatura-konpentsazioa behar da normalean erabili aurretik. Gainera, tenperatura-konpentsazioa egin ondoren ere, ezin da 125 °C-tik gorako presioa neurtu. Hala ere, giro-tenperaturan, silizio barreiatuaren sentikortasun-koefizientea zeramikariena baino 5 aldiz handiagoa da, beraz, normalean zehaztasun handiko neurketen arloan erabiltzen da.
• Kristal bakarreko siliziozko presio-transmisorea da praktika industrialean dagoen sentsorerik zehatzena. Silizio difusoaren bertsio hobetua da. Noski, prezioa ere hobetu da. Gaur egun, Japoniako Yokogawa da silizio monokristalinoko presio-arloko ordezkaria.
• Zafiro presio-transmisorea ez da tenperatura-aldaketekiko sentikorra, eta funtzionamendu-ezaugarri onak ditu tenperatura altuko baldintzetan ere; zafiroak erradiazio-erresistentzia oso handia du; ez du pn-ren desbideratzerik; normal funtziona dezake lan-baldintzarik txarrenetan ere eta fidagarria da. Errendimendu handia, zehaztasun ona, tenperatura-errore minimoa eta kostu-errendimendu orokorra altua da.
• Sputtering bidezko presio-transmisore meheak ez du itsasgarririk, eta epe luzerako egonkortasun eta fidagarritasun handiagoa erakusten du itsaskortasun handiko tentsio-neurgailu sentsoreak baino; tenperaturak gutxiago eragiten dio: tenperatura 100 ℃-tik gora aldatzen denean, zeroaren desbideratzea % 0,5ekoa baino ez da. Bere tenperatura-errendimendua askoz hobea da difusio-siliziozko presio-sentsorearekin alderatuta; gainera, zuzenean kontaktuan jar daiteke korrosibo orokorrarekin.

Presio-transmisore mota desberdinen printzipioak

• Presio-transmisore kapazitiboaren printzipioa.

Presioak zuzenean neurketa-diafragmaren gainazalean eragiten duenean, diafragmak deformazio txiki bat sortzen du. Neurketa-diafragman dagoen zehaztasun handiko zirkuituak deformazio txiki hau presioarekiko proportzionala den tentsio lineal batean eta kitzikapen-tentsioarekiko proportzionala den tentsio batean eraldatzen du. Seinalea, eta ondoren txip dedikatu bat erabiltzen du tentsio-seinale hau industria-estandar 4-20mA-ko korronte-seinale edo 1-5V-ko tentsio-seinale bihurtzeko.

• Siliziozko presio-transmisore difusoaren printzipioa

Neurtutako medioaren presioak zuzenean eragiten dio sentsorearen diafragmari (normalean 316L diafragma bat), diafragmak medioaren presioarekiko proportzionala den mikrodesplazamendu bat eraginez, sentsorearen erresistentzia-balioa aldatuz eta Wheatstone zirkuitu batekin detektatuz. Aldaketa hau, eta presio horri dagokion neurketa-seinale estandar bat bihurtu eta irteeran jartzen du.

• Silizio monokristalinoko presio-transmisorearen printzipioa

Presio-sentsore piezoresistiboak silizio kristal bakarrekoaren efektu piezoresistiboa erabiliz eraikitzen dira. Elementu elastiko gisa silizio kristal bakarreko oblea erabiltzen da. Presioa aldatzen denean, silizio kristal bakarrekoak tentsioa sortzen du, eta, beraz, zuzenean barreiatzen den tentsio-erresistentzia neurtutako presioarekiko proportzionala den aldaketa sortzen du, eta, ondoren, dagokion tentsio-irteerako seinalea zubi-zirkuituaren bidez lortzen da.

• Zeramikazko presio-transmisorearen printzipioa

Presioak zuzenean eragiten dio zeramikazko diafragmaren aurrealdeko gainazalari, diafragmaren deformazio txiki bat eraginez. Film lodiko erresistentzia zeramikazko diafragmaren atzealdean inprimatuta dago eta Wheatstone zubi bati (zubi itxia) konektatuta dago baristorearen efektu piezoerresistiboari esker. Zubiak tentsio-seinale oso lineala sortzen du, presioarekiko proportzionala eta kitzikapen-tentsioarekiko proportzionala. Oro har, aire-konpresoreen presioa neurtzeko erabiltzen da, baina zeramika gehiago erabiltzen da.

• Tentsio-neurgailuaren presio-transmisorearen printzipioa

Tentsio-neurgailuen presio-transmisore ohikoenak metalezko erresistentzia-neurgailuak eta erdieroalezko tentsio-neurgailuak dira. Metalezko erresistentzia-neurgailua gailu sentikor mota bat da, proba-piezaren tentsio-aldaketa seinale elektriko bihurtzen duena. Bi motatako tentsio-neurgailuak daude: alanbrezkoak eta metalezko xaflazkoak. Normalean, tentsio-neurgailua tentsio-matrize mekanikoari itsasgarri berezi baten bidez lotuta dago. Matrizea tentsio-aldaketa baten menpe dagoenean, erresistentzia-neurgailua ere deformatu egiten da, eta, beraz, tentsio-neurgailuaren erresistentzia-balioa aldatzen da, eta, ondorioz, erresistentziari aplikatzen zaion tentsioa aldatzen da. Tentsio-neurgailuen presio-transmisoreak nahiko arraroak dira merkatuan.

• Zafiro presio-transmisorea

Zafirozko presio-transmisoreak tentsio-erresistentziaren funtzionamendu-printzipioa erabiltzen du, silizio-zafiroarekiko sentikorrak diren osagaiak erabiltzen ditu zehaztasun handiko moduan, eta presio-seinalea seinale elektriko estandar bihurtzen du anplifikadore-zirkuitu dedikatu baten bidez.

• Sputtering film presio transmisorea

Presioarekiko sentikorra den elementu ihinztatzailea mikroelektronika teknologiaren bidez fabrikatzen da, Wheatstone zubi sendo eta egonkor bat eratuz altzairu herdoilgaitzezko diafragma elastikoaren gainazalean. Neurtutako ingurunearen presioak altzairu herdoilgaitzezko diafragma elastikoan eragiten duenean, beste aldeko Wheatstone zubiak presioarekiko proportzionala den irteera-seinale elektrikoa sortzen du. Inpaktuarekiko erresistentzia ona duelako, ihinztatzaile bidezko filmak sarritan erabiltzen dira presio-inpaktu maiz gertatzen diren kasuetan, hala nola ekipo hidraulikoetan.

Presio-transmisorearen hautaketa neurriak

• Transmisorearen presio-tartearen balio-hautaketa:

Lehenik eta behin, zehaztu sisteman neurtutako presioaren balio maximoa. Oro har, balio maximoa baino 1,5 aldiz handiagoa den presio-tartea duen transmisore bat aukeratu behar duzu, edo presio-tarte normala presio-transmisorearen gainean erortzen utzi. Tarte normalaren 1/3~2/3 ere metodo ohikoa da.

• Zein presio-euskarri mota:

Likido likatsuek eta lokatzek presio-ataka blokeatuko dute. Disolbatzaileek edo substantzia korrosiboek transmisorean dauden materialak suntsituko al dituzte, medio hauekin kontaktu zuzenean daudenak?
Ingurunearekin kontaktuan dagoen presio-transmisore orokorraren materiala 316 altzairu herdoilgaitza da. Ingurunea ez bada 316 altzairu herdoilgaitzarentzat korrosiboa, orduan, funtsean, presio-transmisore guztiak egokiak dira ingurunearen presioa neurtzeko;
Ingurunea 316 altzairu herdoilgaitzarentzat korrosiboa bada, zigilu kimiko bat erabili behar da, eta zeharkako neurketa erabili. Silikonazko olioz betetako kapilar hodia presioa gidatzeko erabiltzen bada, presio transmisorearen korrosioa saihestu eta presio transmisorearen bizitza luzatu dezake.

• Zenbateko zehaztasuna behar duen transmisoreak:

Zehaztasuna honako hauek zehazten dute: ez-linealtasuna, histereesia, errepikaezintasuna, tenperatura, zero desplazamendu eskala eta tenperatura. Zenbat eta zehaztasun handiagoa, orduan eta prezio handiagoa. Oro har, siliziozko presio-transmisore difusoaren zehaztasuna 0,5 edo 0,25 da, eta siliziozko presio-transmisore kapazitibo edo monokristalinoak 0,1 edo 0,075eko zehaztasuna du.

• Transmisorearen prozesu-konexioa:

Oro har, presio-transmisoreak hodietan edo deposituetan instalatzen dira. Noski, zati txiki bat emari-neurgailuekin instalatzen eta erabiltzen da. Presio-transmisoreen hiru instalazio-mota daude normalean: haridunak, bridadunak eta bridadunak. Beraz, presio-transmisore bat aukeratu aurretik, prozesu-konexioa ere kontuan hartu behar da. Harizduna bada, haridunaren zehaztapena zehaztu behar da. Briden kasuan, diametro nominalaren brida-zehaztapenak kontuan hartu behar dira.

Presio-transmisorearen industriaren sarrera

Mundu osoko 40 herrialde inguru ari dira sentsoreen ikerketan eta ekoizpenean, eta horien artean Estatu Batuak, Japonia eta Alemania dira sentsore-ekoizpen handiena duten eskualdeak. Hiru herrialde horiek batera munduko sentsore-merkatuaren % 50 baino gehiago hartzen dute.

Gaur egun, nire herrialdeko presio-transmisoreen merkatua merkatu heldua da, merkatu-kontzentrazio handikoa. Hala ere, posizio nagusia atzerriko herrialdeek osatzen dute, Emerson, Yokogawa, Siemens eta abarrek ordezkatuta. Markako produktuek merkatu-kuotaren % 70 inguru hartzen dute eta abantaila absolutua dute ingeniaritza-proiektu handi eta ertainetan.

Hau nire herrialdeak "teknologiaren merkatua" estrategia goiz hartzearen ondorioengatik da, nire herrialdeko enpresa publikoei kalte handia egin baitzien eta porrot egoeran egon baitzen behin, baina, aldi berean, Txinako enpresa pribatuek ordezkatutako fabrikatzaile batzuk isilean agertzen eta indartzen ari dira. Txinako etorkizuneko presio-transmisoreen merkatua ezezagun berriz beteta dago.