Druksensoren in extreme omgevingen met hoge temperaturen
Sommige ruwe industriële omgevingen hebben een breed scala van behoeften aan hoge temperaturen druk zenders, dus het onderzoek naar sensoren voor hoge temperatuur druk is ook een belangrijk onderwerp. Momenteel, de mainstream hogetemperatuur druk sensoren zijn gebaseerd op isolatie silicium materiaal. Dit materiaal heeft de voordelen van hoge temperatuur weerstand, straling weerstand, hoog kosteneffectief, maar er zijn ook problemen zoals slechte stabiliteit bij hoge temperaturen en zelfopwarming. Silicium carbide (SiC), als een nieuw hogetemperatuur bestendig materiaal, heeft de voordelen van hoge thermische geleiding, zuur en alkali corrosie weerstand. Daarom, a piëzoresistieve druk sensor gemaakt van 4H- SiC werd ontworpen . De druksensor kan stabiele metingen uitvoeren in het bereik van -50 tot +300 ℃, en kan stabiel werken in een omgeving met zuur corrosie en straling. Met de continue ontwikkeling van grafeen technologie, a hoge temperatuur druk sensor gevoelig element gemaakt van grafeen materiaal werd ontworpen en gefabriceerd met behulp van MEMS technologie. De sensor van dit gevoelige element heeft uitstekende prestaties bij hoge temperaturen, en de gevoeligheid is veel hoger dan dat van vorige hoge temperatuur MEMS druk sensoren. Daarnaast in sommige extreme omgevingen, zoals zoals hogetemperatuur vloeistof metaal omgevingen, de sensor's meting temperatuur bereik kan worden bedekt van kamer temperatuur tot hoge temperaturen dichtbij 600 ℃. De druk meting mogelijkheid van conventioneel producten in deze omgeving is sterk beperkt.
1.Druk zender met zelfdiagnose functie
Terwijl de moderne industrie doorgaat te bewegen naar digitalisering en automatisering, de vraag naar instrumentatie intelligentie toeneemt. Dit betekent dat de instrumentatie moet zijn zelfdiagnose, in staat de kwaliteit van de gegevens te beoordelen en de gedetecteerde fouten te corrigeren. In volgorde om te voldoen aan het ontwerp selectie en systeem samenstelling van een veilige instrumentatie systeem, a functioneel veilig druk zender is ontworpen en ontwikkeld. De zender componenten van deze druk zender zijn ontworpen met een dubbele functie voor het diagnostiseren van fouten in de verschildruk zender en hebben enige zelfdiagnostische mogelijkheden. Door samen te werken met de zender fabrikant, een belangrijke storing modus van de zender, medium vloeistof lekkage, werd geïdentificeerd en gemonitord in real time door a diagnostisch programma. A smart druk zender compatibel met functionele veiligheid is voorgesteld, inclusief het ontwerp van het systeem architectuur, integriteit testen van componenten , en zelfdiagnose programma. De intelligente druk zender voldoet aan functionele veiligheid zal in realtime detecteren of er is een systeem storing in de huidige werking status en of er een module functie storing, en rapport de abnormale status in real time naar de veiligheid is controle systeem door het fout alarm. Het controle systeem of monitor dienovereenkomstig maken tijdig veiligheid reactie om functionele veiligheid te bereiken.
2. Druk zender temperatuur compensatie methode
De zeer nauwkeurige gestandaardiseerde output van druk zender is de hete richting van zender onderzoek geweest. Voor massaproductie druk zenders, het is noodzakelijk hun interne structurele parameters kalibreren om een standaard gelineariseerde uitvoer, te te behalen om te voldoen aan de vereisten van meting nauwkeurigheid en communicatie standaarden in het industriële veld. Ongeacht waarvan principe de druksensor gebaseerd is op, de externe omgeving zal een impact hebben op de kenmerken van het materiaal, resulterend in een grote fout. Daarom moet, de zender gekalibreerd worden met temperatuur compensatie voordat de fabriek verlaat . Momenteel hebben, geleerden in thuis en buitenland uitgebreide verkenning en onderzoek uitgevoerd naar de methode van temperatuur compensatie van druk zenders. Het onderzoek is hoofdzakelijk verdeeld in twee richtingen: hardware compensatie en software compensatie.
Hardware compensatie wordt hoofdzakelijk gecorrigeerd door het meting circuit en ontwerp proces of optimalisatie van de chip ontwerp te verbeteren. A passief weerstand netwerk temperatuur compensatie model wordt gebruikt om te compenseren de temperatuur van het lage temperatuur gebied van de druk sensor, en de compensatie nauwkeurigheid verkregen is 2%. Hardware compensatie methoden betreffen meestal specifiek hardware ontwerp of optimalisatie voor een bepaalde sensor. Vanwege van de complexiteit van hardware compensatie debugging, slecht generalisatie , engineering applicaties geeft de voorkeur gebruik software compensatie methode.
