由于在工业制造中经常发现的恶劣环境,压力测量通常被认为是一个具有挑战性的任务。高温是电子元件的特定问题,其通常具有低容差的热量。用于测量热环境中的压力的最常见的解决方案是使用高温换能器,即使通过用冷却元件减少热量可能是少数应用的优选选择。例如,普通传感器通常适用于低于80°C(176°F)的温度。因此,测量压力倾向于是选择冷却元件和高温换能器之间的问题,每个换能器具有特定的缺点和优点。
高温压力传感器
冷却元件
高温压力传感器
传感器通常将能量从一种形式转换为另一种形式,即使能量通常是一个信号。它们通常用于自动化系统中,这些系统主要由运动、力、压力和温度等物理量的测量来控制。传感器是一种特殊类型的传感器,能够感知环境的物理特性,然后报告这种变化,通常以电信号的形式。例如,压力传感器能够检测压力,并将其报告给显示压力的仪表。
高温传感器
高温压力传感器不含电子元件,提供比常压传感器的热量更大的耐受性。基于特定模型,这些器件通常用于高达343°C(649.4°F)的室温。这种质量压力传感器能够在高温下提供高度稳定的测量。例如,一些型号具有测量压力,精度为0.25%,在38°C(100°F)下的热漂移为0.1%。
高温压力传感器的压力范围变化很大,从15磅/平方英寸(psi)到超过10,000 psi。美国国家标准与技术协会(NIST)的校准记录可以用于这些压力传感器。制造商可以在其生命周期的不同阶段校准其传感器。
通过使用薄膜技术可以采用溅射沉积物来在基材和量具之间进行分子键来实现这种高水平的性能。该制造技术几乎消除了换能器校准的变化,包括漂移,蠕变和偏移。高温压力传感器需要具有由不锈钢和双隔断情况产生的压力腔,以保证在恶劣的操作环境中的单位的完整性。通过全焊接结构可以进一步增加压力传感器对物理应力的公差。
放大
高温压力传感器提供毫伏输出,这意味着它们需要外部放大器将其转换为4到20 mA或0到10 V信号。该外部放大器还将增加系统的价格。
在轨道上安装DIN放大器是一种用于从换能器到显示装置的温度的新技术。该方法允许放大器接受许多用于温度信号的公共输入和处理。输出只能使用两根线,即使3线外观将隔离电压。使用双继电器输出的放大器也应该能够彼此隔离继电器。这种类型的放大器的输出信号通常在4到20 mA之间。轨道安装温度变送器的温度范围也应相对于温度线性。
温度变送器应该允许通过USB端口轻松配置。有了这个功能,用户就可以用标准的USB数据线将发射器连接到PC上,并从发射器上上传配置数据。然后,用户就可以使用软件进行必要的更改,并将新配置下载回传输器。发射器在此过程中不需要额外的电源,因为它从USB接口接收必要的电源。
这种类型的发射机还应该能够接受从一个按钮孤立的输入,与修剪调整在相同的范围的输出信号。在这个过程中的修剪阶段由一个LED指示。配置时如果不需要调整,则应锁定微调功能。正常工作时,LED指示信号输入超出范围。
冷却元件
冷却元件通常依赖于对流传热原理,对流传热被认为是由于流体运动而传递热量的机制。相反,传导性传热是指分子振动引起的能量传递。除了冷却元件,对流也被用于许多其他工程实践。
冷却元件也可以降低介质温度,这通常是比高温换能器更便宜的解决方案。这种方法允许压力保持不变,假设介质密度没有受到正常工作范围内的温度变化的显着影响。冷却元件能够通常在水和空气中工作,但不适用于诸如液压流体的油介质。由于该介质的粘度大大依赖于温度,因此在这些应用中使用的高温换能器是必要的。
一种冷却元素应从不锈钢发展,以提供最大的耐腐蚀大多数工艺介质。这种钢的镍含量通常为1.25%,铬含量在0.65%和0.8%之间。冷却元件应能够承受38°C(100.4°F)下的最大压力为5,000 psi, 400°C(752°F)下的最大压力为3,500 psi。它还应该降低液体过程的温度从260°C到38°C(500到100.4°F)在传感元件。
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