Kompletny przewodnik po wyborze dyfuzyjnego przetwornika ciśnienia z krzemu
Spośród wielu typów przetworników ciśnienia — ceramicznych, pojemnościowych i monokrystalicznych — przetworniki ciśnienia z dyfuzyjnego krzemu stały się najszerzej stosowanym rozwiązaniem w przemysłowych zastosowaniach pomiarowych.
Od przemysłu naftowego i gazowego po przetwórstwo chemiczne, produkcję stali, wytwarzanie energii i inżynierię środowiskową, przetworniki te zapewniają niezawodny i dokładny monitoring ciśnienia w zastosowaniach obejmujących ciśnienie manometryczne, ciśnienie bezwzględne i próżnię.
Czym jest dyfuzyjny przetwornik ciśnienia krzemowy?
Technologia ta narodziła się w połowie lat 90. XX wieku, kiedy firma NovaSensor (USA) była pionierem w dziedzinie mikroobrabianych membran krzemowych łączonych ze szkłem. To przełomowe rozwiązanie pozwoliło na stworzenie kompaktowych czujników o wysokiej dokładności, charakteryzujących się wyjątkową powtarzalnością i odpornością na korozję.
Zasada działania
- Ciśnienie procesowe przekazywane jest przez membranę izolacyjną i olej silikonowy do membrany silikonowej
- Ciśnienie odniesienia (otoczenia lub próżni) stosuje się po przeciwnej stronie
- Powstałe ugięcie jest wykrywane przez mostek Wheatstone’a czujników tensometrycznych, które zamieniają ciśnienie na sygnał elektryczny
8 podstawowych kryteriów wyboru
1. Zmierzona zgodność medium
Materiał czujnika musi odpowiadać właściwościom chemicznym i fizycznym cieczy procesowej:
- Standardowe konstrukcje wykorzystują w większości zastosowań membrany ze stali nierdzewnej 316L
- W przypadku cieczy korozyjnych lub krystalizujących należy określić przetworniki z membraną płaską
- Dostępne opcje klasy spożywczej do zastosowań farmaceutycznych i napojów
- Media o dużej lepkości (szlam, błoto, asfalt) wymagają konstrukcji z membraną płuczącą bez wnęk
2. Wybór zakresu ciśnienia
Dostępne zakresy ciśnienia od -0,1 MPa do 60 MPa. Zawsze wybieraj zakres o 20-30% wyższy od maksymalnego ciśnienia roboczego, aby zapobiec przeciążeniu.
Przewodnik po konwersji jednostek ciśnienia
| Jednostka | Wartość równoważna |
|---|---|
| 1 MPa | 10 barów / 1000 kPa / 145 psi |
| 1 pasek | 14,5 psi / 100 kPa / 750 mmHg |
Ciśnienie manometryczne a ciśnienie absolutne:Ciśnienie manometryczne odnosi się do ciśnienia otoczenia (zero oznacza atmosferę), a ciśnienie absolutne do próżni. W zastosowaniach na dużych wysokościach należy stosować czujniki manometryczne z odpowietrznikiem, aby kompensować lokalne wahania ciśnienia atmosferycznego.
Specjalne uwagi dotyczące zastosowań
Pomiar gazu amoniakowego
Należy zastosować złocone membrany lub specjalistyczne powłoki antykorozyjne, aby zapobiec degradacji czujnika w środowisku amoniaku. Należy upewnić się, że obudowa przetwornika spełnia normy NEMA 4X lub IP66 dla instalacji zewnętrznych.
Instalacje w strefach niebezpiecznych
W przypadku środowisk łatwopalnych lub wybuchowych:
- Zamiast standardowego wypełnienia olejem silikonowym należy zamówić olej fluorowany (FC-40)
- Weryfikacja certyfikatów dla zastosowań iskrobezpiecznych (Ex ia) lub ognioszczelnych (Ex d)
- Zapewnij prawidłowe uziemienie i instalację bariery zgodnie z normami IEC 60079
Wniosek
Przetworniki ciśnienia z krzemu dyfuzyjnego oferują optymalną równowagę między precyzją, trwałością i wszechstronnością w różnych procesach przemysłowych. Właściwy dobór – od oceny kompatybilności z mediami po specyfikację sygnału wyjściowego – gwarantuje zarówno dokładność pomiaru, jak i długoterminową niezawodność.
Niezależnie od tego, czy chodzi o monitorowanie linii pary wysokociśnieniowej, kontrolowanie reakcji chemicznych czy zapewnienie bezpiecznego obchodzenia się z amoniakiem, prawidłowa konfiguracja przetwornika zwiększa zarówno wydajność procesu, jak i bezpieczeństwo operacyjne.
Czas publikacji: 12 czerwca 2025 r.