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壓差傳感器

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電容式差壓變送器的工作原理


發布日期:[2018-08-24]    作者:昊明差壓變送器


常見的電氣壓力傳感器的設計原理是差分電容的原理,大多數電容式差壓變送器的使用它。在本設計中,傳感元件是拉緊的金屬膜片位于兩個固定的金屬表面之間等距,對電容器的互補對包括三大板塊。電絕緣填充液(通常是液體有機硅化合物)從隔離膜片傳感膜片傳遞運動,也雙打作為兩個電容的有效介質:eastsensor使用三種流體復合填充根據測量過程的要求,各有不同的耐溫性能。

  • 硅油200溫度。范圍- 40~149℃
  • 改性硅油溫度。范圍15~315℃
  • 氟油溫度。范圍- 45~205℃

Capacitance Differential Pressure Transmitter 01 - Eastsensor

隔膜的次要功能作為一個板兩電容器提供了一個方便的位移測量方法。由于電容導體之間的距離分隔成反比,在低壓側的電容會增加,高壓側的電容會降低:

一個連接到該電池電容檢測電路采用高頻交流激勵信號測量的兩部分之間的電容不同,轉化為直流信號,最終成為代表壓力儀表輸出信號。這些壓力傳感器精度高、穩定、堅固耐用。一個有趣的特點,本設計采用兩–隔離膜片過程流體壓力轉移到一個單一的傳感膜片,通過內部的“填充液”–是固體框架界的兩個隔離膜片,沒有一個能力傳感膜片超過其彈性極限運動。

如圖所示,高壓隔離膜片被推向金屬框架,將其運動傳感膜片通過填充液。如果太多的壓力施加到那邊,隔離膜片將僅僅是“扁平化”對膠囊的固體骨架和停止移動。這正限制隔離膜片的運動,它不可能在傳感膜片施加更多的力量,即使是應用流體壓力增加的過程。使用隔離膜片和填充流體的運動傳遞到傳感膜片,用于其他款式的差壓傳感器,給現代差壓儀表耐過壓損壞。應該指出的是,液體填充液的使用的關鍵是這個耐壓設計。為了準確翻譯傳感膜片施加的壓力成比例的電容,它必須不接觸周圍的導電金屬框架。為了使任何隔膜是對超壓保護,但是,它必須與堅實的支撐限制進一步的旅行。因此,非接觸式的需要(電容)和接觸(過壓保護)是相互排斥的,使得它幾乎不可能與一個單一的傳感膜片執行功能。使用填充流體從隔離膜片傳感膜片壓力傳遞讓我們單獨的電容測量功能(傳感膜片)的超壓保護功能(隔離膜片)使隔膜可能是一個單獨的目的優化。

一種基于差動電容傳感器壓力儀表的經典例子是1151型電容式差壓變送器,在下面的照片中所示的組合形式:

通過從發射機拆卸四個螺栓,我們能夠從壓力艙去掉兩法蘭,使隔離膜片普通視圖:

特寫照片顯示了一個隔離膜片結構,它不像傳感膜片的設計非常靈活。在膜片的金屬同心波紋讓它輕易彎曲和施加的壓力,通過硅發射過程流體壓力填充液弦傳感膜片的差動電容電池內:

相同的差動電容傳感器內部(顯示在半切羅斯蒙特模型1151傳感器切割鋸)顯示隔離膜片,傳感膜片,和連接在一起的港口:在這里,左側的隔離膜片是清楚的看到比右邊的隔離膜片。在這張照片中明顯的特征是左邊的隔膜和內部金屬框架之間的小間隙,與寬敞的房間中,傳感膜片駐留。

回想這些內部空間通常被填充液,其目的是為了從壓力傳遞到傳感膜片隔離膜片。如前所述,堅固的金屬框架限制各隔離膜片的旅行在這樣一種方式,高壓隔離膜片的“底”在金屬框架在傳感膜片可以推過去的彈性極限。在這種方式中,傳感膜片免受損害是由超壓因為隔離膜片是根本不允許再移動。電容式差壓變送器本身的措施,應用其兩側壓差。按照這一功能,這種壓力儀表有兩個螺紋孔,流體可以施加壓力。后一部分,在本章將闡述對電容式差壓變送器的效用。所有的電子電路將傳感器的差動電容為代表的壓力是住在藍色的結構上面的膠囊和法蘭電子信號的必要。一個現代的差動電容式壓力傳感器的工作原理實現3051型電容式差壓變送器:

正如大多數電容式差壓變送器為例,該儀器具有兩個端口通過流體壓力可以應用到傳感器。反過來,只響應的傳感器,在港口之間的壓力差。差動電容傳感器的建設是這一特定壓力的儀器越來越復雜,隨著傳感的兩個隔離膜片的平面垂直的平面膜片。這種“平面”設計比傳感器的老風格更緊湊,更重要的是它將傳感膜片法蘭螺栓應力。

要特別注意傳感器組件不是嵌入在固體金屬框架與原羅斯蒙特設計案例。相反,傳感器組件與框架相對孤立的,只有兩個毛細管連接到隔離膜片連接。這樣,金屬框內法蘭螺栓應力施加在傳感器幾乎沒有影響。

一個模型3051s剖面模型(“超級模塊”)電容式差壓變送器顯示這一切看起來在現實生活中:

過程流體壓力施加到隔離膜片(S)轉移到填充液的毛細管內,輸送壓力在差動電容傳感器的繃緊的隔膜。像經典1151的設計,我們看到的填充液進行多功能:

  • 填充液保護脆弱敏感膜與不潔凈的或腐蝕性的工藝流體接觸
  • 填充液允許隔離膜片為敏感膜提供過壓保護
  • 填充液提供了一種差動電容電路函數常數介電常數介質
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