Monokristāliskā silīcija spiediena raidītājs ir spiediena sensors, kura pamatā ir monokristāliskā silīcija mikroshēma un kas ražots, izmantojot vācu MEMS tehnoloģiju un pilnībā{0}}metinātu sensora moduli. Tas pārveido spiediena izmaiņas standartizētos elektriskos signālos, piemēram, 4–20 mA HART, izmantojot pjezorezistīvo efektu, un to plaši izmanto naftas ķīmijas, farmācijas un kosmosa rūpniecībā, lai izmērītu šķidrumu, gāzu vai tvaiku spiedienu, līmeni un blīvumu.
Šīs ierīces kodols ir monokristāliskā silīcija pjezorezistīvais sensors, kas integrē temperatūras kompensāciju un dubultās pārslodzes aizsardzības diafragmas struktūru, nodrošinot elektromagnētisko traucējumu pretestību. Izmantojot nano-monokristāliskā silīcija materiālu un augstas-tīrības dubulto-staru piekares dizainu, tas sasniedz 0,075% FS precizitāti, maksimālo diapazona attiecību 200:1, atbalsta darbību plašā temperatūras diapazonā (-40–120 grādi) un IP6 aizsardzības pakāpi. Ar iebūvēto-HART protokolu to var izmantot parametru iestatīšanai un saziņai, izmantojot HART375 un citas ierīces, padarot to piemērotu sarežģītām rūpnieciskām vidēm, piemēram, sprādziendrošām un higiēniskām lietojumprogrammām.
Darba princips
Sensora modulī ir izmantota visa{0}}metinātā tehnoloģija, un tajā ir iebūvēta pārslodzes diafragma, spiediena sensors un temperatūras sensors. Temperatūras sensors kalpo kā atsauces vērtība temperatūras kompensācijai. Spiediena sensora pozitīvā spiediena puse ir savienota ar sensora diafragmas korpusa augstspiediena kameru, bet negatīvā spiediena puse ir savienota ar zema spiediena kameru. Spiediens tiek pārsūtīts caur izolācijas diafragmu un uzpildes šķidrumu uz silīcija mikroshēmu sensora iekšpusē, izraisot spiediena sensora mikroshēmas pretestības izmaiņas, kā rezultātā mainās noteikšanas sistēmas izejas spriegums. Šis izejas spriegums ir proporcionāls spiediena izmaiņām, un pēc tam adaptera bloks un pastiprinātājs to pārvērš standartizētā signāla izvadē.
Darba principsMonokristālisks silīcija pjezorestīvais spiediena sensors
Pjezorezistīvais spiediena sensors izmanto monokristāliskā silīcija pjezorezistīvo efektu. Kā elastīgais elements tiek izmantota monokristāliskā silīcija vafele. Izmantojot integrālās shēmas tehnoloģiju, uz monokristāliskā silīcija diafragmas noteiktā virzienā tiek izkliedēts ekvivalentu rezistoru komplekts un savienots tilta ķēdē. Monokristāliskā silīcija vafele ir ievietota sensora dobumā. Mainoties spiedienam, monokristāliskais silīcijs tiek pakļauts deformācijai, izraisot uz tā tieši izkliedēto deformācijas rezistoru izmaiņas proporcionāli izmērītajam spiedienam. Pēc tam tilta ķēde iegūst atbilstošo sprieguma izejas signālu.
Monokristāliskā silīcija spiediena sensora struktūra: galvenās sastāvdaļas ir divas procesa diafragmas, silīcija sensors vidū un uzpildes eļļas un procesa savienojumi.
Funkcija
Monokristāliskā silīcija spiediena/diferenciālā spiediena raidītāji tiek izmantoti, lai izmērītu šķidrumu, gāzu vai tvaiku līmeni, blīvumu un spiedienu un pēc tam pārveidotu tos 4-20 mA HART strāvas signāla izvadē. Tie var arī sazināties ar HART375 vai BST modemu parametru iestatīšanai un procesa kontrolei. Atšķirība starp tiem un tradicionālajiem spiediena raidītājiem ir tāda, ka tie izmanto nano-monokristālisko silīciju kā sensora materiālu.
Problēmu novēršana
Raidītāja mērījumu daļas pārbaude
1. Noņemiet atloku un pārbaudiet, vai jutīgā komponenta diafragma nav deformējusies, vai nav bojājumu vai eļļas noplūdes.
2. Noņemiet kompensācijas plāksni, nenoņemot jutīgo komponentu, un pārbaudiet korpusa tapu izolācijas pretestību. Ja spriegums nepārsniedz 100 V, izolācijas pretestība nedrīkst būt mazāka par 100 MΩ.
Pievienojiet ķēdi un gaisa padevi. Kad spiediena signāls ir pie diapazona augšējās robežas, izslēdziet gaisa padevi. Izejas spriegumam un rādījumam jāpaliek stabilam. Ja izejas spriegums samazinās, tas norāda uz raidītāja noplūdi. Noplūdi var lokalizēt, izmantojot ziepjūdeni.
Ķēdes pārbaude
1. Pievienojiet strāvas padevi un pārbaudiet sprieguma signāla statusu raidītāja izejas spailē. Ja nav izejas sprieguma, vispirms pārbaudiet, vai barošanas spriegums ir normāls un atbilst barošanas avota prasībām; pārbaudiet elektroinstalācijas kļūdas starp barošanas avotu, raidītāju un slodzes aprīkojumu. Sprieguma trūkums raidītāja spailēs vai apgriezta polaritāte nevar izraisīt sprieguma signāla izvadi. Pēc šo cēloņu izslēgšanas pārbaudiet, vai pastiprinātāja plates ķēdē nav bojātu komponentu; pārbaudiet, vai shēmas plates savienotājos nav slikts kontakts. Bojājuma punktu var noteikt, salīdzinot parastā instrumenta izmērīto spriegumu ar bojātā instrumenta attiecīgo izmērīto spriegumu. Ja nepieciešams, nomainiet bojāto pastiprinātāja plati. Pārbaudot plūsmas-tipa raidītājus, īpaša uzmanība jāpievērš anti-statiskuma pasākumiem J-tipa pastiprinātāju platēm.
2. Pievienojiet strāvas padevi. Ja pēc ieejas spiediena signāla došanas raidītāja izeja ir pārāk augsta (lielāka par 10 VDC) vai pārāk zema (mazāka par 2,0 V DC) un, mainot ieejas spiediena signālu vai regulējot nulles punkta un diapazona skrūves, nav reakcijas, raidītāja izeja ir bojāta. Šāda veida kļūmes gadījumā papildus raidītāja mērīšanas sekcijas jutīgo komponentu anomāliju pārbaudei ir jāpārbauda, vai raidītāja pastiprinātāja plates "oscilācijas vadības ķēde" darbojas pareizi. Parastam maksimālajam spriegumam starp augstfrekvences transformatoriem T1-12 jābūt 25-35VP-P; frekvence ir aptuveni 32 kHz. Pēc tam pārbaudiet katra darbības pastiprinātāja darbības statusu uz pastiprinātāja plates; pārbaudiet, vai nav bojāti komponenti utt. Šāda veida kļūmes gadījumā ir jānomaina pastiprinātāja plate.
Problēmu novēršana vietnē-
1. Primārās sastāvdaļas ir bloķētas vai nepareizi uzstādītas; spiediena krāni nav pareizi novietoti.
2. Spiediena izvadīšanas līnijām ir noplūde vai tās ir bloķētas; lādēšanas līnijā paliek gāzes vai šķidruma atlikumi; Raidītāja procesa atlokā ir nogulsnes, radot mērījumu mirušo zonu.
3. Raidītāja vadi nav pareizi; barošanas spriegums ir pārāk augsts vai pārāk zems; slikts kontakts savienojumā starp indikatoru un instrumenta spailēm.
4. Nepietiekama uzstādīšana atbilstoši tehniskajām prasībām; uzstādīšanas metode un vietas vide neatbilst tehniskajām prasībām.
