選擇合適的PARKER派克壓力傳感器,需綜合考慮測量需求、環(huán)境因素、輸出信號等方面,以下是具體選型要點:
確定壓力類型:明確測量的是表壓、絕壓還是差壓。表壓是相對于大氣壓力的壓力值,絕壓是以絕對真空為基準(zhǔn)的壓力值,差壓則是測量兩個壓力之間的差值,根據(jù)實際測量要求選擇相應(yīng)類型的傳感器。
考慮測量范圍:一般應(yīng)選擇量程比實際最大壓力值大 1.5 倍左右的傳感器。對于存在峰值壓力或壓力波動較大的場合,如裝載機抓舉瞬間,可能需要 3 倍以上安全過載的傳感器,也可搭配阻尼裝置,但需注意可能影響響應(yīng)速度。
關(guān)注測量介質(zhì):若測量介質(zhì)為黏性液體、煤漿等易堵塞介質(zhì),需選用隔離膜(平膜結(jié)構(gòu))傳感器。當(dāng)介質(zhì)具有腐蝕性時,要選擇與介質(zhì)兼容材質(zhì)的隔離膜片,如不銹鋼膜片等,以確保傳感器的使用壽命。
確定精度要求:精度越高,成本和價格也越高。對于精密制造、醫(yī)療診斷等對壓力精度要求的領(lǐng)域,可選擇精度達到 ±0.1% FS 或更高的傳感器;一般工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控,精度 ±0.5% FS 的傳感器通常就能滿足需求。
明確溫度范圍:注意傳感器的正常操作溫度范圍和溫度可補償范圍。若工作溫度超過額定范圍,可能會影響傳感器性能,高溫環(huán)境需考慮加裝隔熱罩或冷卻裝置,低溫環(huán)境則要關(guān)注傳感器的低溫啟動性能。
選擇輸出信號:常見輸出信號有 mV、V、mA 及頻率輸出、數(shù)字輸出等。對于變送器和控制器間距離較短的設(shè)備,V 輸出較為經(jīng)濟有效;對于遠距離傳輸或存在較強電子干擾的場所,mA 級輸出或頻率輸出更合適。若需與 PLC、DCS 等控制系統(tǒng)集成,數(shù)字信號輸出的傳感器可能更方便。
考慮動態(tài)響應(yīng)指標(biāo):根據(jù)被測壓力的變化頻率選擇傳感器。靜態(tài)壓力測量可選擇常規(guī)響應(yīng)型傳感器(響應(yīng)時間≥10ms);動態(tài)壓力測量,如液壓沖擊、脈沖壓力等場景,需選用高頻響應(yīng)型號(響應(yīng)時間≤1ms),且傳感器固有頻率應(yīng)高于被測壓力的最高頻率。
評估環(huán)境適應(yīng)性:若工作環(huán)境存在振動和電磁干擾,需選擇具有相應(yīng)防護措施的傳感器。在潮濕、腐蝕性環(huán)境中,應(yīng)挑選高防護等級(如 IP67 及以上)且外殼材質(zhì)耐腐蝕的傳感器;在狹小空間安裝,需選用微型化、緊湊型設(shè)計的傳感器。
PARKER派克壓力傳感器的工作原理基于力電轉(zhuǎn)換,通過敏感元件感知壓力變化,并將其轉(zhuǎn)化為可測量的電信號(如電壓、電流等),從而實現(xiàn)對壓力的監(jiān)測。不同型號的派克壓力傳感器可能采用不同的敏感元件技術(shù),但核心原理一致,以下是常見的技術(shù)類型及具體工作過程:
壓阻式原理(常用)
派克多數(shù)壓力傳感器采用硅壓阻式傳感技術(shù),其核心是基于半導(dǎo)體材料的 “壓阻效應(yīng)”:
壓阻效應(yīng):當(dāng)半導(dǎo)體材料(如單晶硅)受到外力(壓力)作用時,其內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生形變,導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化,進而使通過材料的電流或電壓發(fā)生改變。
工作過程:
傳感器內(nèi)部有一個由單晶硅制成的彈性膜片(或硅杯結(jié)構(gòu)),膜片一側(cè)接觸被測介質(zhì)(液體或氣體),另一側(cè)為參考壓力(如大氣壓或真空)。
當(dāng)被測介質(zhì)壓力作用于膜片時,膜片發(fā)生微小形變,導(dǎo)致附著在膜片上的壓敏電阻(組成惠斯通電橋)阻值變化。
電橋平衡被打破,輸出與壓力成正比的微弱電壓信號(通常 mV 級)。
信號經(jīng)后續(xù)電路(如放大、溫度補償、濾波等模塊)處理后,轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(如 4-20mA、0-10V 等),供控制系統(tǒng)采集和分析。
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