El transmissor de pressió de silici monocristal·lí és un sensor de pressió basat en un xip de silici monocristal·lí, fabricat amb la tecnologia MEMS alemanya i un mòdul de sensor totalment-soldat. Converteix els canvis de pressió en senyals elèctrics estandarditzats com ara 4-20 mA HART mitjançant l'efecte piezoresistiu, i s'utilitza àmpliament a les indústries petroquímica, farmacèutica i aeroespacial per mesurar la pressió, el nivell i la densitat de líquids, gasos o vapors.
El nucli d'aquest dispositiu és un sensor piezoresistiu de silici monocristal·lí, que integra la compensació de temperatura i una estructura de diafragma de protecció contra sobrecàrregues dual, proporcionant resistència a les interferències electromagnètiques. Utilitzant material de silici nano-monocristal·lí i un disseny de suspensió de doble feix-d'alta puresa-, aconsegueix una precisió del 0,075% FS, una relació de rang màxim de 200:1, admet un funcionament ampli rang de temperatures (-40 ~ 120 graus) i un grau de protecció IP66/IP67. Amb un protocol-HART integrat, es pot utilitzar per a la configuració de paràmetres i la comunicació mitjançant HART375 i altres dispositius, cosa que el fa adequat per a entorns industrials complexos, com ara aplicacions higièniques i a prova d'explosions.
Principi de funcionament
El mòdul del sensor utilitza tota la-tecnologia de soldadura i internament conté un diafragma de sobrecàrrega integrat, un sensor de pressió i un sensor de temperatura. El sensor de temperatura serveix com a valor de referència per a la compensació de temperatura. El costat de pressió positiva del sensor de pressió està connectat a la cambra d'alta-pressió de la carcassa del diafragma del sensor, i el costat de pressió negativa està connectat a la cambra de-baixa pressió. La pressió es transmet a través del diafragma d'aïllament i el fluid d'ompliment al xip de silici dins del sensor, provocant un canvi en la resistència del xip del sensor de pressió, donant lloc a un canvi en la tensió de sortida del sistema de detecció. Aquesta tensió de sortida és proporcional al canvi de pressió i després es converteix en una sortida de senyal estandarditzada per la unitat adaptadora i l'amplificador.
Principi de funcionament deMSensor de pressió piezoresistiu de silici onocristal·lí
El sensor de pressió piezoresistiu utilitza l'efecte piezoresistiu del silici monocristal·lí. S'utilitza una hòstia de silici monocristal·lí com a element elàstic. Utilitzant la tecnologia de circuit integrat, un conjunt de resistències equivalents es difon en una direcció específica sobre el diafragma de silici monocristal·lí i es connecta en un circuit pont. La hòstia de silici monocristal·lí es col·loca dins de la cavitat del sensor. Quan la pressió canvia, el silici monocristal·lí pateix tensió, fent que les resistències de tensió directament difoses sobre ell canviïn proporcionalment a la pressió mesurada. El senyal de sortida de tensió corresponent s'obté llavors pel circuit del pont.
L'estructura d'un sensor de pressió de silici monocristal·lí: els components principals són dos diafragmes de procés, un sensor de silici al mig i oli d'ompliment i connexions de procés.
Funció
Els transmissors de pressió diferencial de silici monocristal·lí s'utilitzen per mesurar el nivell, la densitat i la pressió de líquids, gasos o vapors, i després convertir-los en una sortida de senyal HART de 4-20 mA. També es poden comunicar amb el mòdem HART375 o BST per a la configuració de paràmetres i el control del procés. La diferència entre ells i els transmissors de pressió tradicionals és que utilitzen silici nano-monocristal·lí com a material del sensor.
Resolució de problemes
Inspecció de la Secció de Mesura del Transmissor
1. Traieu la brida i comproveu el diafragma del component sensible per si hi ha deformacions, danys o fuites d'oli.
2. Traieu la placa de compensació, sense treure el component sensible, i comproveu la resistència d'aïllament dels pins a la carcassa. Amb una tensió que no superi els 100 V, la resistència d'aïllament no ha de ser inferior a 100 MΩ.
Connecteu el circuit i el subministrament d'aire. Quan el senyal de pressió estigui al límit superior del rang, apagueu el subministrament d'aire. La tensió de sortida i la lectura han de romandre estables. Si la tensió de sortida cau, indica una fuita al transmissor. La fuita es pot localitzar amb aigua sabonosa.
Inspecció de circuits
1. Connecteu la font d'alimentació i comproveu l'estat del senyal de tensió al terminal de sortida del transmissor. Si no hi ha tensió de sortida, primer comproveu si la tensió d'alimentació és normal i compleix els requisits de la font d'alimentació; comproveu si hi ha errors de cablejat entre la font d'alimentació, el transmissor i l'equip de càrrega. No hi ha tensió als terminals del transmissor o la polaritat invertida pot provocar cap sortida del senyal de tensió. Després de descartar aquestes causes, comproveu més si hi ha components danyats al circuit de la placa de l'amplificador; comproveu si hi ha un contacte deficient als connectors de la placa de circuit. El punt d'error es pot determinar comparant la tensió mesurada d'un instrument normal amb la tensió mesurada corresponent de l'instrument defectuós. Si cal, substituïu la placa amplificadora defectuosa. Quan inspeccioneu transmissors de tipus flux-, s'ha de prestar especial atenció a prendre mesures anti-estàtiques per a plaques d'amplificació de tipus J{-.
2. Connecteu la font d'alimentació. Després de donar un senyal de pressió d'entrada, si la sortida del transmissor és massa alta (més de 10 VCC) o massa baixa (menys de 2,0 VCC) i no hi ha cap resposta quan es canvia el senyal de pressió d'entrada o s'ajusta el punt zero i els cargols de rang, la sortida del transmissor és defectuosa. Per a aquest tipus d'error, a més de comprovar si hi ha anomalies en els components sensibles de la secció de mesura del transmissor, el "circuit de control d'oscil·lació" de la placa amplificadora del transmissor s'ha de comprovar per a un funcionament correcte. La tensió màxima normal entre els transformadors d'alta freqüència T1-12 hauria de ser 25~35VP-P; la freqüència és d'aproximadament 32 kHz. A continuació, comproveu l'estat de funcionament de cada amplificador operacional a la placa de l'amplificador; comproveu si hi ha danys als components, etc. Aquest tipus d'avaria requereix la substitució de la placa amplificadora.
Resolució de problemes-al lloc
1. Els components primaris estan bloquejats o instal·lats incorrectament; les aixetes de pressió no estan ben col·locades.
2. Les línies de presa de pressió tenen fuites o estan bloquejades; queda gas o líquid residual a la línia de càrrega; existeixen dipòsits a la brida del procés del transmissor, creant una zona morta de mesura.
3. El cablejat del transmissor és incorrecte; la tensió d'alimentació és massa alta o massa baixa; mal contacte a la connexió entre l'indicador i els terminals de l'instrument.
4. Instal·lació insuficient segons els requisits tècnics; El mètode d'instal·lació i l'entorn del lloc no compleixen els requisits tècnics.
