電容式壓力變送器與擴(kuò)散硅壓力變送器的區(qū)別工作原理

工作原理

儀表通過(guò)溫度傳感器把溫度信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)，再由前置放大器把此電信號(hào)放大濾波，送往CPU的A/D 轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的變換。最后由CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示及PWM輸出。

被側(cè)介質(zhì)---〉傳感器---〉電子線路---〉輸出信號(hào)

被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的陶瓷/擴(kuò)散硅膜片/上，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微小位移，正常工作狀態(tài)下，膜片最大位移不大于0.025毫米，電子線路檢測(cè)這一位移量后，即把這一位移量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)測(cè)量信號(hào)。超壓時(shí)膜片直接貼到堅(jiān)固的陶瓷基體/擴(kuò)散硅上，由于膜片與基體的間隙只有0.1毫米，因此過(guò)壓時(shí)膜片的最大位移只能是0.1毫米，所以從結(jié)構(gòu)上保證了膜片不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大變形，該傳感器具有很好的穩(wěn)定性和高可靠性。

擴(kuò)散硅壓力變送器的主要特點(diǎn)

1、穩(wěn)定性高-每年優(yōu)于0.1%滿量程。

2、溫度偏移小-由于取消了測(cè)量元件中的中介液，因而傳感器不僅獲得了很高的測(cè)量精度.

3、可靠性好-采用大規(guī)模IC，電路可靠性好，抗干擾性能強(qiáng)。

4、適用性廣-產(chǎn)品具有多種型號(hào)，多種過(guò)程連接形式，可適應(yīng)工業(yè)測(cè)量中的各種介質(zhì)。

5、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，體積小,重量輕，可直接任意位置安裝。

缺點(diǎn)是：

1. 低于0℃后，溫度穩(wěn)定性大幅度降低

2. 不能承受動(dòng)態(tài)壓力

3. 膜片較易損傷

電容式壓力變送器與擴(kuò)散硅壓力變送器的區(qū)別優(yōu)點(diǎn)

1.可做到極低壓力

2.抗過(guò)載能力強(qiáng)

3.精度高

電容式壓力變送器與擴(kuò)散硅壓力變送器的區(qū)別缺點(diǎn)

1. 高壓測(cè)量缺乏優(yōu)勢(shì)

2. 傳感器封裝工藝要求高

擴(kuò)散硅壓力變送器

20世紀(jì)90年代中期，美國(guó)Icscnsor，公司,Nova公司應(yīng)用硅品石和硅品片益合兩項(xiàng)尖端科技生產(chǎn)了新型擴(kuò)散硅壓力傳感器并開發(fā)出具有精度高、重復(fù)性小、抗腐蝕的擴(kuò)散硅壓力變送器

過(guò)程壓力通過(guò)隔離膜片、密封硅油傳輸?shù)綌U(kuò)散硅膜片上，同時(shí)參考端的壓力（大氣壓）作用于膜片的另一端。這樣膜片兩邊的壓差產(chǎn)生一個(gè)壓力場(chǎng)，使膜片的一部分壓縮。另一部分拉伸，在壓縮區(qū)和拉伸區(qū)分別有兩個(gè)應(yīng)變電阻片，以感受壓力引起的阻值的變化，從而將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào).擴(kuò)散硅在低溫零度以下、高溫85℃以上難以正常使用，也不適用于20MPa以上的高壓。

電容薄膜式壓力變送器

電容薄膜式絕對(duì)壓力變送器自20世紀(jì)80年代誕生至今己有20多年歷史，由于它精度高，耐腐蝕，耐污染，穩(wěn)定性好，是岡內(nèi)外公認(rèn)的檢淵低真空壓力的理想儀表。美國(guó)的M.K.S公司是全球生產(chǎn)電容式壓力變送器的主要生產(chǎn)廠家，涉及民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，并在航天工業(yè)、核工業(yè)等軍事工業(yè)中發(fā)揮著獨(dú)特的作用。這種壓力變送器是利用彈性薄膜在壓差作用下產(chǎn)生壓變引起電容變換的原理制成的，它由檢測(cè)部分和轉(zhuǎn)換電路組成.檢測(cè)部分有真空腔和檢測(cè)腔兩個(gè)腔體。真空腔為全密封結(jié)構(gòu)，經(jīng)質(zhì)譜檢漏儀檢漏合格后，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間排氣，最后將排氣管密封而形成，井備有消氣劑以消除殘余氣體，長(zhǎng)期保持高真空.固定極板位于真空腔中，由極板引出線引至腔外.檢測(cè)膜片置于高真空的真空腔及連接低真空待測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)腔之間，檢測(cè)膜片為可動(dòng)極板，其與固定極板形成一個(gè)平板電容器，有一定的電容（J.。被測(cè)的低真空壓力通過(guò)檢測(cè)孔進(jìn)人檢測(cè)腔，檢測(cè)膜片產(chǎn)生撓曲，改變了其與固定極板的距離，電容值也隨之改變。不同的低真空壓力值決定不同的電容值。最后電容信號(hào)被輸送到電路轉(zhuǎn)換部分，電路轉(zhuǎn)換部分將電容信號(hào)通過(guò)變換、整理、放大等環(huán)節(jié)，輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓或電流信號(hào)，它與真空壓力成正比。該類型壓力變送器為高靈敏度差壓測(cè)量，零點(diǎn)穩(wěn)定。動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，適應(yīng)性強(qiáng)，一般適用于靜壓力的測(cè)量。

電容式壓力變送器測(cè)量部分敏感部件采用全焊接結(jié)構(gòu)，電子線路部分采用波峰焊接和接插件安裝方式，整體結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、耐用，故障甚少。對(duì)絕大多數(shù)使用者來(lái)就，如發(fā)現(xiàn)敏感部件出現(xiàn)故障，一般無(wú)法自行修復(fù)，應(yīng)與生產(chǎn)廠家聯(lián)系更換其整體部件。

一、變送器測(cè)量部分的檢查

變送器測(cè)量部分產(chǎn)生的故障，都會(huì)引起變送器無(wú)輸出或輸出不正常，因此應(yīng)首先檢查變送器的測(cè)量敏感部件。

1．拆下法蘭，檢查敏感部件隔離膜片有無(wú)變形，破損和漏油現(xiàn)象發(fā)生。

2．拆下補(bǔ)償板，不取出敏感部件，檢查插針對(duì)殼體的絕緣電阻，在電壓不超過(guò)100V的情況下，絕緣電阻不應(yīng)小于100MΩ。

3．接通電路和氣路，當(dāng)壓力信號(hào)為量程上限值時(shí)，關(guān)閉氣源，輸出電壓和讀數(shù)值應(yīng)穩(wěn)定不動(dòng)。如果輸出電壓下降，則說(shuō)明變送器有泄漏，可用肥皂水檢查出泄漏部位。

二、變送器電路部分的檢查

1．接通電源，檢查變送器輸出端電壓信號(hào)的狀態(tài)。若無(wú)輸出電壓，應(yīng)首先檢查電源電壓是否正常；是否符合供電要求；電源與變送器及負(fù)載設(shè)備之間有無(wú)接線錯(cuò)誤。如果變送器接線端子上無(wú)電壓或極性接反均可造成變送器無(wú)電壓信號(hào)輸出。排除上述原因，則應(yīng)進(jìn)一步檢查放大器板線路中元件有無(wú)損壞問(wèn)題；線路板接插件有無(wú)接觸不良現(xiàn)象，可采取對(duì)照正常儀表的測(cè)量電壓與故障儀表對(duì)應(yīng)的測(cè)量電壓相比較的方法，確定故障點(diǎn)，必要的情況下可更換有故障的放大器板。在對(duì)流量型變送器檢查時(shí)，對(duì)J型放大器板應(yīng)特別要注意采取防靜電措施。

2．接通電源，在給定輸入壓力信號(hào)后，若變送器輸出過(guò)高（大于10VDC），或輸出過(guò)低（小于2.0VDC），且改變輸入壓力信號(hào)和調(diào)整零點(diǎn)、量程螺釘時(shí)輸出均無(wú)反應(yīng)。對(duì)于這類故障，除檢查變送器測(cè)量部分敏感部件有無(wú)異常外，應(yīng)檢查變送器放大器板上“振蕩控制電路部分”工作正常與否。高頻變壓器T1-12之間正常峰值電壓應(yīng)為25~35VP-P；頻率約為32kHz。其次檢查放大器板上各運(yùn)算放大器的工作狀況；各部分的元器件有無(wú)損壞問(wèn)題等。此類故障需要更換放大器板。

3．變送器在線路設(shè)計(jì)和工藝裝配質(zhì)量上要求都十分嚴(yán)格，在實(shí)際使用中對(duì)出現(xiàn)的線路故障，經(jīng)檢查確認(rèn)后最好與生產(chǎn)廠家聯(lián)系更換其故障線路板，以確保儀表長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和可靠性。

三、現(xiàn)場(chǎng)故障檢查

施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障，絕大多數(shù)是由于使用和安裝方法不當(dāng)引起的，歸納起來(lái)有幾個(gè)方面。

1．一次元件（孔板、遠(yuǎn)傳測(cè)量接頭等）堵塞或安裝形式不對(duì)，取壓點(diǎn)不合理。

2．引壓管泄漏或堵塞，充液管里有殘存氣體或充氣管里有殘存液體，變送器過(guò)程法蘭中存有沉積物，形成測(cè)量死區(qū)。

3．變送器接線不正確，電源電壓過(guò)高或過(guò)低，指示表頭與儀表接線端子連接處接觸不良。

4．沒(méi)有嚴(yán)格按照技術(shù)要求安裝，安裝方式和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不符合技術(shù)要求。

以上出現(xiàn)的故障都會(huì)引起變送器輸出不正常或測(cè)量不準(zhǔn)確，但經(jīng)過(guò)細(xì)心檢查，嚴(yán)格按照技術(shù)要求使用和安裝，及時(shí)采取有效措施，問(wèn)題都可以排除，對(duì)不能處理的故障，應(yīng)將變送器送到實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)廠家做進(jìn)一步檢查。