Επισκόπηση τεχνολογίας - Αισθητήρες πίεσης

Η κεραμική-χωρητική κυψέλη μέτρησης αποτελείται από έναν βασικό κορμό, δύο στρώσεις πυκνωτή, ένα συγκολλητικό γυαλί και μία μεμβράνη.
Οι στρώσεις πυκνωτή στον βασικό κορμό και η μεμβράνη είναι ίδια με έναν πυκνωτή πλάκας και σχηματίζουν έναν πυκνωτή μέτρησης και αναφοράς. Όταν εφαρμόζεται πίεση, η απόσταση μεταξύ της μεμβράνης και του βασικού κορμού αλλάζει και αυτό τροποποιεί τη χωρητικότητα ανάμεσα στα ηλεκτρόδια. Αυτή η αλλαγή στη χωρητικότητα αξιολογείται και κατόπιν μετατρέπεται σε ένα σύνηθες για τη βιομηχανία σήμα.

Χαρακτηριστικά:

• Εύρος πίεσης από 100 mbar έως 600 bar, κενό έως -1 bar
• Εξαιρετική αντοχή με υψηλό βαθμό πίεσης και πίεσης διάρρηξης
• Λειτουργία χωρίς ολίσθηση > 100 εκατομμύρια κύκλοι πίεσης
• Υψηλή μακροπρόθεσμη σταθερότητα και επαναληψιμότητα
• Ξηρή κυψέλη μέτρησης χωρίς μέσο πλήρωσης

Πλεονεκτήματα:

• Το κεραμικό δεν υφίσταται γήρανση ή κόπωση (μακροπρόθεσμη σταθερότητα)
• Αντοχή σε δυναμικές αιχμές πίεσης και σπηλαίωση
• Ελάχιστη επίδραση της θερμοκρασίας στην κεραμική κυψέλη μέτρησης
• Υψηλή αντοχή σε χημικά
• Το αντιηλεκτρόδιο (βάση) στηρίζει το διάφραγμα σε περίπτωση υπερπίεσης

Μειονεκτήματα:

• Απαιτείται ελαστομερής μόνωση - μόνο για αέρια κάτω από 25 bar
• Δομικά σύνθετη εγκατάσταση της κυψέλης μέτρησης στον αισθητήρα, επομένως μεγάλο περίβλημα και υψηλότερο κόστος

Σε αυτές τις κυψέλες μέτρησης στερεώνονται μετρητές καταπόνησης σε μορφή αντιστάσεων στην πίσω πλευρά της μεμβράνης από ανοξείδωτο χάλυβα και συνδέονται ως γέφυρα Wheatstone. Αυτό μπορεί να έχει τη μορφή μιας χοντρής στρώσης ή ενός λεπτού φιλμ. Μόλις εφαρμοστεί πίεση στην κυψέλη μέτρησης, η μεμβράνη παραμορφώνεται. Αυτό αλλάζει αναλογικά το σήμα εξόδου του κυκλώματος γέφυρας, το οποίο με τη σειρά του υπολογίζεται από το ηλεκτρονικό κύκλωμα και μετατρέπεται σε ένα σύνηθες για τη βιομηχανία σήμα εξόδου.

Χαρακτηριστικά:

• Η πίεση εκτείνεται από 6 bar έως 600 bar
• Κατάλληλο για αέριο έως 600 bar
• Υψηλή μακροπρόθεσμη σταθερότητα

Πλεονεκτήματα:

• Μικρό μέγεθος, μέγεθος κλειδιού 19 ή 22 mm
• Εγκατάσταση χωρίς μόνωση, η κυψέλη μέτρησης είναι συγκολλημένη στη σύνδεση διεργασίας
• Υψηλή πίεση διάρρηξης
• Ιδιαίτερα κατάλληλο για μεγάλες ποσότητες

Μειονεκτήματα:

• Μικρότερη αντίσταση σε υπερφόρτωση από τις κεραμικές-χωρητικές κυψέλες μέτρησης
  ⇒ συνιστάται ιδιαίτερα ένα στοιχείο ενεργοποίησης για τομείς εφαρμογής με δυναμική πίεση και σπηλαίωση

Σε αυτές τις κυψέλες μέτρησης χρησιμοποιείται το φαινόμενο της πιεζοαντίστασης. Περιγράφει την αλλαγή στην ηλεκτρική αντίσταση ενός υλικού λόγω της πίεσης ή της τάνυσης. Αυτή η αλλαγή στην αντίσταση καταγράφεται με ένα κύκλωμα γέφυρας και μετατρέπεται σε ένα σύνηθες για τη βιομηχανία σήμα εξόδου. Η κυψέλη μέτρησης από σιλικόνη με πιεζοαντίσταση συνδέεται σε μία πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με επίστρωση για γενική αντοχή σε μέσα (μολυσμένος αέρας, λάδι, νερό, ψυκτικό λιπαντικό, κτλ.).

Χαρακτηριστικά:

• Κατάλληλο για πνευματικούς αισθητήρες
• Δυνατότητα μέτρησης διαφορικής πίεσης

Πλεονεκτήματα:

• Ελκυστική τιμή
• Μικρό στοιχείο αισθητήρα

Μειονεκτήματα:

• Δεν υπάρχει αντοχή σε διαβρωτικά μέσα χωρίς πρόσθετη προσπάθεια