De monokristallijne siliciumdruktransmitter is een druksensor gebaseerd op een monokristallijne siliciumchip, vervaardigd met behulp van Duitse MEMS-technologie en een volledig-gelaste sensormodule. Het zet drukveranderingen om in gestandaardiseerde elektrische signalen zoals 4-20 mA HART via het piëzoresistieve effect, en wordt veel gebruikt in de petrochemische, farmaceutische en ruimtevaartindustrie om de druk, het niveau en de dichtheid van vloeistoffen, gassen of dampen te meten.
De kern van dit apparaat is een monokristallijne silicium piëzoresistieve sensor, die temperatuurcompensatie en een dubbele membraanstructuur met overbelastingsbeveiliging integreert, die weerstand tegen elektromagnetische interferentie biedt. Door gebruik te maken van nano-monokristallijn siliciummateriaal en een zeer-zuiverheidsontwerp met dubbele- straalophanging, bereikt het een nauwkeurigheid van 0,075% FS, een maximale bereikverhouding van 200:1, ondersteunt het een breed temperatuurbereik (-40~120 graden) en heeft het een IP66/IP67-beschermingsgraad. Met een ingebouwd-in HART-protocol kan het worden gebruikt voor parameterinstelling en communicatie via HART375 en andere apparaten, waardoor het geschikt is voor complexe industriële omgevingen zoals explosieveilige en hygiënische toepassingen.
Werkingsprincipe
De sensormodule maakt gebruik van alle-gelaste technologie en bevat intern een geïntegreerd overbelastingsmembraan, een druksensor en een temperatuursensor. De temperatuursensor dient als referentiewaarde voor de temperatuurcompensatie. De positieve drukzijde van de druksensor is verbonden met de hogedrukkamer van de sensormembraanbehuizing, en de negatieve drukzijde is verbonden met de lagedrukkamer. Via het isolatiemembraan en de vulvloeistof wordt druk overgebracht op de siliciumchip in de sensor, waardoor een verandering in de weerstand van de druksensorchip ontstaat, wat resulteert in een verandering in de uitgangsspanning van het detectiesysteem. Deze uitgangsspanning is evenredig met de drukverandering en wordt vervolgens door de adaptereenheid en versterker omgezet in een gestandaardiseerd uitgangssignaal.
Werkingsprincipe vanMonokristallijne silicium piëzoresistieve druksensor
De piëzoresistieve druksensor maakt gebruik van het piëzoresistieve effect van monokristallijn silicium. Als elastisch element wordt een monokristallijne siliciumwafel gebruikt. Met behulp van geïntegreerde circuittechnologie wordt een reeks equivalente weerstanden in een specifieke richting op het monokristallijne siliciumdiafragma verspreid en in een brugcircuit aangesloten. De monokristallijne siliciumwafel wordt in de sensorholte geplaatst. Wanneer de druk verandert, ondergaat het monokristallijne silicium spanning, waardoor de spanningsweerstanden die er rechtstreeks op diffunderen proportioneel veranderen met de gemeten druk. Het overeenkomstige spanningsuitgangssignaal wordt vervolgens verkregen door de brugschakeling.
De structuur van een monokristallijne siliciumdruksensor: De belangrijkste componenten zijn twee procesmembranen, een siliciumsensor in het midden en vulolie- en procesaansluitingen.
Functie
Monokristallijne silicium druk-/verschildruktransmitters worden gebruikt om het niveau, de dichtheid en de druk van vloeistoffen, gassen of dampen te meten en deze vervolgens om te zetten in een 4-20 mA HART-stroomsignaal. Ze kunnen ook communiceren met HART375 of BST Modem voor parameterinstelling en procesbesturing. Het verschil tussen hen en traditionele druktransmitters is dat ze nano-monokristallijn silicium als sensormateriaal gebruiken.
Problemen oplossen
Inspectie van het zendermeetgedeelte
1. Verwijder de flens en controleer het membraan van het gevoelige onderdeel op vervorming, schade of olielekkage.
2. Verwijder de compensatieplaat, zonder het gevoelige onderdeel te verwijderen, en controleer de isolatieweerstand van de pinnen op de behuizing. Bij een spanning van maximaal 100 V mag de isolatieweerstand niet minder zijn dan 100 MΩ.
Sluit het circuit en de luchttoevoer aan. Wanneer het druksignaal zich aan de bovengrens van het bereik bevindt, schakelt u de luchttoevoer uit. De uitgangsspanning en de uitlezing moeten stabiel blijven. Als de uitgangsspanning daalt, duidt dit op een lek in de zender. Met een sopje kan het lek worden opgespoord.
Circuitinspectie
1. Sluit de voeding aan en controleer de status van het spanningssignaal op de uitgangsterminal van de zender. Als er geen uitgangsspanning is, controleer dan eerst of de voedingsspanning normaal is en voldoet aan de voedingsvereisten; controleer op bedradingsfouten tussen de voeding, zender en belastingsapparatuur. Geen spanning op de zenderaansluitingen of omgekeerde polariteit kan ervoor zorgen dat er geen spanningssignaal wordt uitgevoerd. Nadat u deze oorzaken hebt uitgesloten, controleert u verder op beschadigde componenten in het circuit van de versterkerkaart; controleer op slecht contact in de connectoren van de printplaat. Het foutpunt kan worden bepaald door de gemeten spanning van een normaal instrument te vergelijken met de overeenkomstige gemeten spanning van het defecte instrument. Vervang indien nodig de defecte versterkerkaart. Bij het inspecteren van flow-type zenders moet speciale aandacht worden besteed aan het nemen van anti-statische maatregelen voor J-type versterkerkaarten.
2. Sluit de voeding aan. Als na het geven van een ingangsdruksignaal de zenderuitgang te hoog (groter dan 10 VDC) of te laag (minder dan 2,0 VDC) is en er geen reactie is bij het wijzigen van het ingangsdruksignaal of het afstellen van het nulpunt en de bereikschroeven, dan is de zenderuitgang defect. Bij dit type storing moet naast het controleren op afwijkingen in de gevoelige componenten van het meetgedeelte van de zender, ook het "oscillatieregelcircuit" op de zenderversterkerkaart worden gecontroleerd op goede werking. De normale piekspanning tussen de hoogfrequente transformatoren T1-12 moet 25~35VP-P zijn; de frequentie is ongeveer 32 kHz. Controleer vervolgens de bedrijfsstatus van elke operationele versterker op de versterkerkaart; controleer op eventuele schade aan de componenten enz. Bij dit type fout moet de versterkerkaart worden vervangen.
Probleemoplossing op-site
1. Primaire componenten zijn geblokkeerd of verkeerd geïnstalleerd; drukkranen zijn niet goed geplaatst.
2. Drukaftapleidingen zijn lek of verstopt; er blijft restgas of vloeistof achter in de laadleiding; Er zijn afzettingen in de procesflens van de zender, waardoor een dode meetzone ontstaat.
3. De bedrading van de zender is onjuist; voedingsspanning is te hoog of te laag; slecht contact bij de verbinding tussen de indicator- en instrumentaansluitingen.
4. Onvoldoende installatie volgens technische eisen; de installatiemethode en de locatieomgeving voldoen niet aan de technische vereisten.
