El transmisor de presión de silicio monocristalino es un sensor de presión basado en un chip de silicio monocristalino, fabricado con tecnología MEMS alemana y un módulo de sensor totalmente-soldado. Convierte los cambios de presión en señales eléctricas estandarizadas como HART de 4-20 mA a través del efecto piezoresistivo y se usa ampliamente en las industrias petroquímica, farmacéutica y aeroespacial para medir la presión, el nivel y la densidad de líquidos, gases o vapores.
El núcleo de este dispositivo es un sensor piezorresistivo de silicio monocristalino, que integra compensación de temperatura y una estructura de diafragma de protección de sobrecarga dual, lo que proporciona resistencia a las interferencias electromagnéticas. Utilizando material de silicio nano-monocristalino y un diseño de suspensión de doble-haz de alta-pureza, logra una precisión de 0,075 %FS, una relación de rango máxima de 200:1, admite un amplio rango de funcionamiento de temperatura (-40~120 grados) y una clasificación de protección IP66/IP67. Con un protocolo-HART integrado, se puede utilizar para configuración de parámetros y comunicación a través de HART375 y otros dispositivos, lo que lo hace adecuado para entornos industriales complejos, como aplicaciones higiénicas y a prueba de explosiones.
Principio de funcionamiento
El módulo del sensor emplea toda-tecnología soldada y contiene internamente un diafragma de sobrecarga integrado, un sensor de presión y un sensor de temperatura. El sensor de temperatura sirve como valor de referencia para la compensación de temperatura. El lado de presión positiva del sensor de presión está conectado a la cámara de alta-presión de la carcasa del diafragma del sensor, y el lado de presión negativa está conectado a la cámara de baja-presión. La presión se transmite a través del diafragma de aislamiento y el fluido de llenado al chip de silicio dentro del sensor, lo que provoca un cambio en la resistencia del chip del sensor de presión, lo que resulta en un cambio en el voltaje de salida del sistema de detección. Este voltaje de salida es proporcional al cambio de presión y luego la unidad adaptadora y el amplificador lo convierten en una salida de señal estandarizada.
Principio de funcionamiento deMSensor de presión piezoresistivo de silicio onocristalino
El sensor de presión piezoresistivo utiliza el efecto piezorresistivo del silicio monocristalino. Como elemento elástico se utiliza una oblea de silicio monocristalino. Utilizando tecnología de circuito integrado, un conjunto de resistencias equivalentes se difunde en una dirección específica sobre el diafragma de silicio monocristalino y se conecta en un circuito puente. La oblea de silicio monocristalino se coloca dentro de la cavidad del sensor. Cuando la presión cambia, el silicio monocristalino sufre tensión, lo que hace que las resistencias de tensión difundidas directamente sobre él cambien proporcionalmente a la presión medida. Luego, el circuito puente obtiene la señal de salida de voltaje correspondiente.
La estructura de un sensor de presión de silicio monocristalino: los componentes principales son dos diafragmas de proceso, un sensor de silicio en el medio y conexiones de proceso y aceite de llenado.
Función
Los transmisores de presión/presión diferencial de silicio monocristalino se utilizan para medir el nivel, la densidad y la presión de líquidos, gases o vapores y luego convertirlos en una salida de señal de corriente HART de 4-20 mA. También pueden comunicarse con HART375 o módem BST para configuración de parámetros y control de procesos. La diferencia entre ellos y los transmisores de presión tradicionales es que utilizan silicio nanomonocristalino como material sensor.
Solución de problemas
Inspección de la Sección de Medición del Transmisor
1. Retire la brida y verifique que el diafragma del componente sensible no esté deformado, dañado o tenga fugas de aceite.
2. Retire la placa de compensación, sin quitar el componente sensible, y verifique la resistencia de aislamiento de los pines a la carcasa. Bajo un voltaje que no exceda los 100 V, la resistencia de aislamiento no debe ser inferior a 100 MΩ.
Conecte el circuito y el suministro de aire. Cuando la señal de presión esté en el límite superior del rango, cierre el suministro de aire. El voltaje de salida y la lectura deben permanecer estables. Si el voltaje de salida cae, indica una fuga en el transmisor. La fuga se puede localizar con agua y jabón.
Inspección del circuito
1. Conecte la fuente de alimentación y verifique el estado de la señal de voltaje en el terminal de salida del transmisor. Si no hay voltaje de salida, primero verifique si el voltaje de la fuente de alimentación es normal y cumple con los requisitos de la fuente de alimentación; verifique si hay errores de cableado entre la fuente de alimentación, el transmisor y el equipo de carga. La falta de voltaje en los terminales del transmisor o la polaridad invertida pueden causar que no haya salida de señal de voltaje. Después de descartar estas causas, verifique más a fondo si hay componentes dañados en el circuito de la placa del amplificador; Verifique si hay mal contacto en los conectores de la placa de circuito. El punto de falla se puede determinar comparando el voltaje medido de un instrumento normal con el voltaje medido correspondiente del instrumento defectuoso. Si es necesario, reemplace la placa amplificadora defectuosa. Al inspeccionar transmisores de tipo-de flujo, se debe prestar especial atención a tomar medidas anti-estáticas para las placas amplificadoras de tipo J-.
2. Conecte la fuente de alimentación. Después de dar una señal de presión de entrada, si la salida del transmisor es demasiado alta (más de 10 VCC) o demasiado baja (menos de 2,0 VCC) y no hay respuesta al cambiar la señal de presión de entrada o al ajustar el punto cero y los tornillos de rango, entonces la salida del transmisor está defectuosa. Para este tipo de falla, además de verificar si hay anormalidades en los componentes sensibles de la sección de medición del transmisor, se debe verificar el correcto funcionamiento del "circuito de control de oscilación" en la placa del amplificador del transmisor. El voltaje máximo normal entre los transformadores de alta-frecuencia T1-12 debe ser de 25~35VP-P; la frecuencia es de aproximadamente 32 kHz. A continuación, verifique el estado operativo de cada amplificador operacional en la placa del amplificador; verifique si hay daños en los componentes, etc. Este tipo de falla requiere el reemplazo de la placa del amplificador.
Solución de problemas en-sitio
1. Los componentes primarios están bloqueados o instalados incorrectamente; Los grifos de presión no están colocados correctamente.
2. Las líneas de toma de presión tienen fugas o están bloqueadas; queda gas o líquido residual en la línea de carga; Existen depósitos en la brida de proceso del transmisor, lo que crea una zona muerta de medición.
3. El cableado del transmisor es incorrecto; el voltaje de la fuente de alimentación es demasiado alto o demasiado bajo; Mal contacto en la conexión entre el indicador y los terminales del instrumento.
4. Instalación insuficiente según los requisitos técnicos; El método de instalación y el entorno del sitio no cumplen con los requisitos técnicos.
