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稳定可靠的压力传感器是生产过程的保障-利来app官网

2017-09-25

      随着半导体技术和mems技术的发展,压力传感器性能得到大幅提高,不仅体积小、质量轻、功耗小,而且精度、稳定性、可靠性更高,这也大大扩展了它的应用市场。高温压力传感器主要是为了解决高温环境下各种气体、液体压力的测量,广泛应用于锅炉、管道、高温反应容器内的压力、井下压力和各种发动机腔体内的压力、高温油品液位与检测、油井测压等领域压力的测量。

      在这些领域中,传感器都处于高温环境条件下工作,使得传感器的放大电路工作很容易失效,这也是高温压力传感器设计的难点。最好的解决办法就是将传感器件与放大电路相分离,其中传感器件由mems工艺来实现,信号激励与信号处理由计算机来完成。现在,研究比较多的高温压力传感器主要有sos,soi,sio2,poly2si等半导体传感器,还有溅射合金薄膜高温压力传感器、高温光纤压力传感器和高温电容式压力传感器等。与传统的压阻式压力传感器相比,半导体电容式压力传感器具有灵敏度高、温度稳定性好、功耗小等优点,而且它只对压力敏感,对应力不敏感,所以,电容式压力传感器在许多领域得到广泛应用。

      在现代化连续生产的过程中,稳定可靠的压力传感器是生产工艺过程的有力保障。一旦出现计量错误,甚至发生停机故障,随之而来的经济损失将是无法计数的。压力传感器的稳定性和可靠性成为石化行业对压力传感器的首要需求。通常,压力传感器的测量会随着工作环境和静压的变化而发生漂移。在一些微小的压力或者差压测量场合,这个漂移很可能是比较严重的。在不同的工作条件下,得到相对最正确的测量,从而维护生产的稳定和保证工艺的一致,是压力传感器稳定性的体现,也是石化行业对压力传感器稳定性的要求。

      在稳定性和可靠性基础上,高精度是石化行业对压力传感器的更高需求。控制的准确度取决于控制过程中测量的精度。测量精度越高,控制准确度也就越高。目前,多数压力传感器的精度达到0.075%,可以满足石化行业测量精度要求。此外,石化行业对压力传感器还有许多其他需求。例如:增加量程比能够增加压力传感器使用的灵活性,给设计和应用带来方便。当工艺流程中某些反应条件的设计发生变化时,如,果变送器具有较大的量程比,意味着具有很好的通用性,工艺条件的变化基本不影响变送器的型号,大大减少了设计修改的工作量。同时,大量程比可以减少工程中所用变送器的种类,减少备品备件库存量,也减少了资金的积压。石化行业对压力传感器的需求主要集中在可靠性、稳定性和高精度3个方面。其中,可靠性和许多附加需求,如,量程比、总线类型等,依赖变送器的结构设计、机械加工工艺水平和结构材料。压力传感器的稳定性和高精度则主要由压力传感器的稳定性和测量精度保证。

      与压力传感器的测量精度相对应的是压力传感器的测量精度和响应速度,与压力传感器的稳定性相对应的是压力传感器的温度特性和静压特性以及长期稳定性。石化行业对压力传感器的需求就体现在测量精度、快速响应、温度特性和静压特性、长期稳定性4个方面。微压力传感器是采用半导体材料和mems工艺制造的新型压力传感器。与传统压力传感器相比,微压力传感器具有精度高、灵敏度高、动态特性好、体积小、耐腐蚀、成本低等优点。纯单晶硅的材料疲劳小,采用这种材料制造的微压力传感器的长期稳定性好。同时,微压力传感器易于与微温度传感器集成,增加温度补偿精度,大幅提高传感器的温度特性和测量精度。

      传感器往往需要同外部放大电路配合使用才能完成从压力检测到控制、显示等过程。由于压力传感器属一次元件,压力传感器所反馈的信号需通过测控系统进行处理、分析、储存、控制,让工业自动化设备及工程运行控制,更加智能化。

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