Hướng dẫn tối ưu để lựa chọn máy phát áp suất silicon khuếch tán
Hướng dẫn chuyên môn cho các ứng dụng đo lường công nghiệp
Tổng quan
Cảm biến áp suất được phân loại theo công nghệ cảm biến, bao gồm silicon khuếch tán, silicon gốm, silicon điện dung và silicon đơn tinh thể. Trong số đó, cảm biến áp suất silicon khuếch tán được ứng dụng rộng rãi nhất trong nhiều ngành công nghiệp. Được biết đến với hiệu suất mạnh mẽ, độ tin cậy và hiệu quả chi phí, chúng lý tưởng cho việc giám sát và kiểm soát áp suất trong dầu khí, chế biến hóa chất, sản xuất thép, phát điện, kỹ thuật môi trường, v.v.
Các máy phát này hỗ trợ các phép đo áp suất chuẩn, áp suất tuyệt đối và áp suất âm—ngay cả trong điều kiện ăn mòn, áp suất cao hoặc nguy hiểm.
Nhưng công nghệ này phát triển như thế nào và bạn nên cân nhắc những yếu tố nào khi lựa chọn mô hình phù hợp?
Nguồn gốc của công nghệ Silicon khuếch tán
Vào những năm 1990, NovaSensor (Hoa Kỳ) đã giới thiệu thế hệ cảm biến silicon khuếch tán mới sử dụng công nghệ liên kết silicon và gia công vi mô tiên tiến.
Nguyên lý đơn giản nhưng hiệu quả: áp suất quy trình được cô lập bằng màng ngăn và truyền qua dầu silicon kín đến một màng silicon nhạy cảm. Ở phía đối diện, áp suất khí quyển được áp dụng làm tham chiếu. Sự chênh lệch này khiến màng biến dạng - một bên giãn ra, bên kia nén lại. Các cảm biến biến dạng nhúng sẽ phát hiện biến dạng này, chuyển đổi nó thành tín hiệu điện chính xác.
8 thông số chính để lựa chọn máy phát áp suất silicon khuếch tán
1. Đặc điểm trung bình
Tính chất hóa học và vật lý của chất lỏng trong quy trình ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tương thích của cảm biến.
Thích hợp:Khí, dầu, chất lỏng sạch — thường được xử lý bằng cảm biến thép không gỉ 316L tiêu chuẩn.
Không phù hợp:Môi trường có tính ăn mòn cao, nhớt hoặc kết tinh — những chất này có thể làm tắc nghẽn hoặc làm hỏng cảm biến.
Khuyến nghị:
- Chất lỏng nhớt/kết tinh (ví dụ, bùn, xi-rô): Sử dụng bộ truyền màng xả để tránh tắc nghẽn.
- Ứng dụng vệ sinh (ví dụ: thực phẩm, dược phẩm): Chọn mẫu màng ngăn xả ba kẹp (≤4 MPa để lắp đặt chắc chắn).
- Môi trường chịu tải nặng (ví dụ: bùn, bitum): Sử dụng màng ngăn xả không có lỗ rỗng, với áp suất làm việc tối thiểu là ~2 MPa.
⚠️ Thận trọng: Không chạm hoặc làm xước màng cảm biến — màng này cực kỳ mỏng manh.
2. Phạm vi áp suất
Phạm vi đo tiêu chuẩn: –0,1 MPa đến 60 MPa.
Luôn chọn máy phát có công suất cao hơn một chút so với áp suất làm việc tối đa của bạn để đảm bảo an toàn và độ chính xác.
Đơn vị áp suất tham khảo:
1 MPa = 10 bar = 1000 kPa = 145 psi = 760 mmHg ≈ 100 mét cột nước
Áp suất đo được so với áp suất tuyệt đối:
- Áp suất đo: được tham chiếu theo áp suất khí quyển xung quanh.
- Áp suất tuyệt đối: được tham chiếu đến chân không hoàn hảo.
Lưu ý: Ở những vùng có độ cao lớn, hãy sử dụng máy phát đo có lỗ thông hơi (có ống thông hơi) để bù áp suất khí quyển tại địa phương khi độ chính xác là quan trọng (
3. Khả năng tương thích nhiệt độ
Phạm vi hoạt động điển hình: –20°C đến +80°C.
Đối với môi trường có nhiệt độ cao (lên đến 300°C), hãy cân nhắc:
- Cánh tản nhiệt hoặc bộ tản nhiệt
- Màng ngăn từ xa với mao dẫn
- Ống xung để cách ly cảm biến khỏi nhiệt trực tiếp
4. Nguồn điện
Nguồn cung cấp tiêu chuẩn: DC 24V.
Hầu hết các mẫu đều chấp nhận điện áp 5–30V DC, nhưng tránh đầu vào dưới 5V để tránh tín hiệu không ổn định.
5. Các loại tín hiệu đầu ra
- 4–20 mA (2 dây): Tiêu chuẩn công nghiệp cho truyền dẫn đường dài và chống nhiễu
- 0–5V, 1–5V, 0–10V (3 dây): Lý tưởng cho các ứng dụng tầm ngắn
- RS485 (kỹ thuật số): Dành cho truyền thông nối tiếp và hệ thống mạng
6. Luồng kết nối quy trình
Các loại ren phổ biến:
- M20×1.5 (hệ mét)
- G1/2, G1/4 (BSP)
- M14×1.5
Phù hợp loại ren với tiêu chuẩn công nghiệp và yêu cầu cơ học của hệ thống.
7. Lớp chính xác
Mức độ chính xác điển hình:
- ±0,5% FS – tiêu chuẩn
- ±0,3% FS – cho độ chính xác cao hơn
⚠️ Tránh chỉ định độ chính xác FS ±0,1% cho các bộ phát silicon khuếch tán. Chúng không được tối ưu hóa cho công việc siêu chính xác ở cấp độ này. Thay vào đó, hãy sử dụng các mô hình silicon đơn tinh thể cho các ứng dụng như vậy.
8. Kết nối điện
Lựa chọn dựa trên nhu cầu cài đặt của bạn:
- DIN43650 (Hirschmann): Độ kín tốt, thường được sử dụng
- Phích cắm hàng không: Dễ dàng lắp đặt và thay thế
- Dây cáp dẫn trực tiếp: Nhỏ gọn và chống ẩm
Khi sử dụng ngoài trời, hãy chọn vỏ máy kiểu 2088 để tăng cường khả năng chống chịu thời tiết.
Những cân nhắc trong trường hợp đặc biệt
Câu hỏi 1: Tôi có thể đo khí amoniac không?
Có, nhưng chỉ với vật liệu phù hợp (ví dụ: màng ngăn Hastelloy, phớt PTFE). Ngoài ra, amoniac phản ứng với dầu silicon—hãy sử dụng dầu flo làm chất lỏng làm đầy.
Câu 2: Còn chất dễ cháy hoặc chất nổ thì sao?
Tránh sử dụng dầu silicon thông thường. Hãy sử dụng dầu có flo (ví dụ: FC-70), loại dầu này có độ ổn định hóa học và khả năng chống cháy nổ tốt hơn.
Phần kết luận
Nhờ độ tin cậy, khả năng thích ứng và hiệu quả về chi phí đã được chứng minh, bộ truyền áp suất silicon khuếch tán vẫn là giải pháp được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
Việc lựa chọn cẩn thận dựa trên môi trường, áp suất, nhiệt độ, loại kết nối và độ chính xác đảm bảo hiệu suất tối ưu và độ bền lâu dài.
Bạn cần trợ giúp để lựa chọn đúng mẫu?
Hãy cho chúng tôi biết đơn đăng ký của bạn—chúng tôi sẽ giúp bạn tìm được sự phù hợp hoàn hảo.
Thời gian đăng: 03-06-2025