Introducció
A l'article anterior, vam detallar la classificació dels sensors de pressió per referència de mesura, inclosos els sensors de pressió absoluta, els sensors de pressió manomètrica i els sensors de pressió diferencial. Vam explorar els seus principis de funcionament, escenaris d'aplicació i factors de selecció clau, establint les bases per triar el sensor de pressió adequat. Si no has llegit la part anterior, potsfeu clic aquíper llegir-lo. Tanmateix, a més de la referència de mesura, els sensors de pressió també es poden classificar per tecnologia. Entendre diferents tipus de sensors de pressió per tecnologia ens pot ajudar a trobar el sensor més adequat i d'alt rendiment per a aplicacions específiques.
L'elecció dels sensors de pressió per tecnologia és crucial perquè les diferents tecnologies tenen diferències significatives en els principis de mesura, la precisió, el temps de resposta, l'estabilitat de la temperatura i molt més. Ja sigui en automatització industrial, dispositius mèdics, aeroespacial o monitoratge ambiental, seleccionar el tipus adequat de sensor de pressió pot millorar considerablement la fiabilitat i l'eficiència del sistema. Per tant, aquest article aprofundirà en els principis de funcionament, els escenaris d'aplicació i els avantatges i desavantatges dels sensors de pressió piezoresistius, capacitius, piezoelèctrics, inductius i de fibra òptica, ajudant-vos a prendre la decisió més informada entre moltes opcions.
Sensors de pressió piezoresistius
Definició i principi de funcionament
Els sensors de pressió piezoresistius mesuren la pressió mitjançant els canvis de resistència causats per la pressió aplicada. El principi de funcionament es basa en elefecte piezoresistiu, on la resistència d'un material canvia quan pateix una deformació mecànica (com la pressió). Normalment, els sensors de pressió piezoresistius estan fets de pel·lícules de silici, ceràmica o metall. Quan s'aplica pressió a aquests materials, els seus canvis de resistència es converteixen en senyals elèctrics.
Escenaris d'aplicació
Els sensors de pressió piezoresistius s'utilitzen àmpliament en diversos camps industrials, com ara l'automoció, els dispositius mèdics, els electrodomèstics i l'automatització industrial. A la indústria de l'automòbil, mesuren la pressió de l'oli del motor i la pressió dels pneumàtics. En dispositius mèdics, s'utilitzen per mesurar la pressió arterial i la pressió del sistema respiratori. En l'automatització industrial, els sensors piezoresistius controlen la pressió en sistemes hidràulics i pneumàtics.
Els sensors de pressió piezoresistius de la sèrie XDB, com ara elXDB315iXDB308sèrie, amplien encara més les possibilitats d'aquestes aplicacions. Els transmissors de pressió de la sèrie XDB315 utilitzen diafragmes sanitaris de pel·lícula plana de silici difús d'alta precisió i alta estabilitat, amb funcions antibloqueig, fiabilitat a llarg termini i alta precisió, cosa que els fa especialment adequats per a indústries amb alts requisits sanitaris, com ara alimentació i productes farmacèutics. Els transmissors de pressió de la sèrie XDB308, amb tecnologia de sensor piezoresistiu avançada i diverses opcions de sortida de senyal, proporcionen una excel·lent estabilitat a llarg termini, adequada per a diversos mitjans i entorns compatibles amb SS316L.
Avantatges i desavantatges
Els sensors de pressió piezoresistius ofereixen alta precisió, bona linealitat i temps de resposta ràpid. A més, solen ser de mida petita i aptes per a aplicacions amb espai limitat. Tanmateix, aquests sensors també tenen alguns inconvenients, com la sensibilitat als canvis de temperatura, que poden requerir una compensació de temperatura. A més, la seva estabilitat a llarg termini en aplicacions d'alta pressió pot no ser tan bona com altres tipus de sensors.
Sensors de pressió capacitius
Definició i principi de funcionament
Els sensors de pressió capacitius detecten la pressió mesurant els canvis de capacitat causats per la pressió aplicada. Aquests sensors solen estar formats per dues plaques d'elèctrodes paral·leles. Quan s'aplica pressió, la distància entre aquestes plaques canvia, donant lloc a un canvi en la capacitat. Aleshores, el canvi de capacitat es converteix en senyals elèctrics llegibles.
Escenaris d'aplicació
Els sensors de pressió capacitius s'utilitzen àmpliament en sistemes de mesura de nivell de líquid, detecció de gasos i sistemes de buit. En la mesura del nivell de líquid, determinen el nivell mesurant els canvis en l'alçada del líquid. En la detecció de gasos, mesuren la pressió i el cabal del gas. En els sistemes de buit, controlen els canvis de pressió interna.
Els transmissors capacitius de pressió / pressió diferencial de la sèrie XDB602, amb un disseny de microprocessador modular i una tecnologia d'aïllament digital avançada, garanteixen una estabilitat i una resistència excepcionals a les interferències. Els sensors de temperatura integrats milloren la precisió de la mesura i redueixen la deriva de la temperatura, juntament amb una robusta capacitat d'autodiagnòstic, el que els fa ideals per a aplicacions d'alta precisió en automatització industrial i control de processos.
Avantatges i desavantatges
Els sensors de pressió capacitius ofereixen una alta sensibilitat, un baix consum d'energia i una bona estabilitat a la temperatura. A més, la seva estructura senzilla els proporciona una llarga vida útil. No obstant això, són sensibles als canvis d'humitat i poden requerir protecció addicional en entorns d'alta humitat. A més, és possible que els sensors capacitius no funcionin bé en aplicacions d'alta pressió.
Sensors de pressió piezoelèctrics
Definició i principi de funcionament
Els sensors de pressió piezoelèctrics mesuren la pressió mitjançant l'efecte piezoelèctric, on determinats materials cristal·lins generen càrregues elèctriques quan se sotmeten a pressió mecànica. Aquests materials solen incloure quars, titanat de bari i ceràmica piezoelèctrica. Quan s'aplica pressió, produeixen senyals elèctrics proporcionals a la pressió aplicada.
Escenaris d'aplicació
Els sensors de pressió piezoelèctrics s'utilitzen àmpliament en dinàmicamesura de pressió, com ara proves d'impacte, investigació d'explosions i mesurament de vibracions. A les indústries aeroespacial i de l'automoció, mesuren la pressió de combustió del motor i les ones de xoc. En l'automatització industrial, controlen les vibracions i l'esforç mecànic.
Avantatges i desavantatges
Els sensors de pressió piezoelèctrics ofereixen una resposta d'alta freqüència, un bon rendiment dinàmic i una alta sensibilitat, cosa que els fa adequats per mesurar pressions que canvien ràpidament. Tanmateix, no es poden utilitzar per mesurar la pressió estàtica, ja que no poden mantenir una càrrega al llarg del temps. També són sensibles als canvis de temperatura i poden requerir una compensació de temperatura.
Sensors de pressió inductius
Definició i principi de funcionament
Els sensors de pressió inductius detecten la pressió mesurant els canvis en la inductància causats per la pressió aplicada. Aquests sensors solen consistir en una bobina inductiva i un nucli mòbil. Quan s'aplica pressió, la posició del nucli canvia, alterant la inductància de la bobina. Aleshores, el canvi d'inductància es converteix en senyals elèctrics llegibles.
Escenaris d'aplicació
Els sensors de pressió inductius s'utilitzen principalment en entorns d'alta temperatura i entorns industrials durs, com ara el control de la pressió de la turbina i els sistemes de fluids d'alta temperatura. A la indústria del petroli i el gas, mesuren la pressió de fons. En l'automatització industrial, controlen la pressió de gasos i líquids d'alta temperatura.
Avantatges i desavantatges
Els sensors de pressió inductius ofereixen una bona estabilitat de temperatura i una alta precisió, adequats per a entorns d'alta temperatura i durs. La seva estructura robusta proporciona fiabilitat a llarg termini. Tanmateix, aquests sensors són relativament grans i poden no ser adequats per a aplicacions amb espai limitat. A més, la seva velocitat de resposta és relativament lenta, cosa que els fa menys adequats per a mesures de pressió que canvien ràpidament.
Sensors de pressió de fibra òptica
Definició i principi de funcionament
Els sensors de pressió de fibra òptica detecten la pressió mesurant els canvis en els senyals lluminosos causats per la pressió aplicada. Aquests sensors utilitzen variacions en la intensitat de la llum, la fase o la longitud d'ona dins de la fibra òptica per reflectir els canvis de pressió. Quan s'aplica pressió a la fibra, les seves propietats físiques canvien, alterant els senyals lluminosos.
Escenaris d'aplicació
Els sensors de pressió de fibra òptica s'utilitzen àmpliament en camps mèdics, de monitoratge ambiental i d'exploració de petroli. En l'àmbit mèdic, mesuren la pressió arterial i la pressió corporal interna. En el seguiment ambiental, detecten les pressions de l'oceà i de les aigües subterrànies. En l'exploració de petroli, mesuren la pressió durant els processos de perforació.
Avantatges i desavantatges
Els sensors de pressió de fibra òptica ofereixen immunitat a les interferències electromagnètiques, aptes per a mesures de llarga distància i alta sensibilitat. Les seves propietats materials els permeten funcionar de manera estable en entorns durs. Tanmateix, aquests sensors són costosos i la seva instal·lació i manteniment són complexos. També són sensibles als danys mecànics i requereixen una manipulació i protecció acuradas.
En comprendre els principis de funcionament, els escenaris d'aplicació i els avantatges i desavantatges dels diferents tipus de sensors de pressió per tecnologia, podem prendre decisions més informades per a aplicacions específiques, assegurant que els sensors seleccionats compleixen els requisits i milloren la fiabilitat i l'eficiència del sistema.
Hora de publicació: 12-jul-2024