국내외 압력 트랜스미터 현황 및 향후 개발 동향

다이제스트: 많은 산업 장비에서 압력 변이기는 산업 과정과 압력 변화를 제어하는 중요한 구성 요소입니다. 압력 트랜스미터는 액체, 가스 또는 증기의 액체 레벨, 밀도 및 압력을 측정한 다음 압력 신호를 4 ~ 20mA DC 신호 출력으로 변환하는 데 사용됩니다. 압력 트랜스미터는 용량 성 압력 트랜스미터, 확산 실리콘 압력 트랜스미터, 세라믹 압력 트랜스미터 및 변형 압력 트랜스미터로 구분됩니다.

키워드: 압력 트랜스미터; 스마트 트랜스미터 EJA 송신기; 로스몬트 압력 트랜스미터

텍스트:

I. 소개

압력 트랜스미터는 테스트된 매체와 직접 접촉하는 현장 계기로 고온과 저온 부식, 진동, 충격 등의 환경에서 자주 작동합니다. 석유, 화공, 전기, 철강, 경공업 등의 산업에 광범위하게 적용되는 압력 측정과 현장 통제.

압력 트랜스미터 개발은 4 단계를 거쳤습니다.

(1) 초기 압력 트랜스미터는 수은 부표 차압계, 다이어프램 차압 트랜스미터와 같은 큰 변위의 원리를 사용하여 대량 생산되었습니다. 이 송신기들은 정확도가 낮고 부피가 크다.

(2) 1950 년대에는 정확도가 약간 높은 힘 균형 차압 트랜스미터가 있었지만 피드백력이 작고 구조가 복잡하며 안정성, 안정성, 내진성이 좋지 않았다.

(3)70 년대 중반에는 신기술, 신소재, 신공예의 출현, 특히 전자기술의 급속한 발전에 따라 부피가 작고 구조가 간단한 변위 변이기가 나타났다.

(4) 1990 년대 과학기술이 급속히 발전함에 따라 이 트랜스미터들은 측정 정확도가 높고, 점차 발전하는 스마트 디지털 신호 전송은 데이터 수집에 더욱 유리하다.

지금까지 용량 성 트랜스미터, 확산 실리콘 압전 저항 트랜스미터, 차동 유도 트랜스미터 및 세라믹 용량 성 트랜스미터와 같은 다양한 유형의 압력 트랜스미터가 있습니다.

둘째, 여러 압력 트랜스미터

1. 확산 실리콘 압력 트랜스미터

90 년대 중반, 미국 Icsensors 와 Nova 는 실리콘 섬세한 각식과 실리콘을 이용하여 새로운 확산 실리콘 압력 센서를 만들어 고정밀, 저반복성, 부식성 확산 실리콘 압력 트랜스미터를 개발했다. 창사광업연구원은 65438 에서 0993 까지 가격 대비 성능이 뛰어난 SBP800 압력 트랜스미터를 개발해 수강, 장령 정유 공장 등 수십 곳의 중대형 기업에 광범위하게 적용됐다.

프로세스 압력은 분리막과 밀폐된 실리콘 오일을 통해 확산 실리콘 막막으로 전달되며, 참고단의 대기압력은 막막의 다른 쪽 끝에 작용한다. 이렇게 하면 다이어프램 양쪽의 압력 차가 압력 필드를 만들어 다이어프램의 한 부분을 압축하고 다른 한 부분을 늘립니다. 압축 영역과 인장 영역에서 각각 두 개의 변형 저항을 설정하여 압력으로 인한 저항 변화를 느끼고 압력 신호를 전기 신호 다이어그램으로 변환합니다. 이 SBP800 압력 트랜스미터는 3 16 강철이 휴대하는 모든 액체 또는 가스 매체를 측정할 수 있습니다.

용량 성 다이어프램 압력 트랜스미터

접점식 박막 절대 압력 트랜스미터는 1980 년대 탄생 이후 20 년의 역사를 가지고 있다. 정확도가 높고, 부식에 내성이 있으며, 오염과 안정성이 우수하기 때문에 국내외에서 저진공 압력을 감지하는 이상적인 기기입니다. 미국 M.K.S 는 세계 접점식 박막 압력 트랜스미터의 주요 제조업체입니다. 지금까지 연간 매출은 수억 달러에 달하며 민간공업과 관련된 각 분야에서 항공우주공업 핵공업 등 군공 분야에서 독특한 역할을 하고 있다.

이 압력 트랜스미터는 탄성 다이어프램을 이용하여 압력 차이의 작용으로 압력 변화를 일으켜 용량 전환을 일으키는 원리로 만들어졌다. 테스트 섹션과 변환 회로로 구성됩니다. 검사 섹션에는 진공 공동과 검사 공동이라는 두 개의 공동이 있습니다. 진공실은 완전히 밀폐된 구조로, 질량분석기에서 누출된 후 장시간 배기를 검사하고, 마지막으로 배기관을 밀봉하여 만든 것으로, 배기제를 배합하여 잔여 가스를 제거하고, 장시간 고진공을 유지하였다. (윌리엄 셰익스피어, 진공실, 진공실, 진공실, 진공실, 진공실) 고정극판은 진공강 안에 위치하여 극판에서 포켓 밖으로 배출된다. 테스트 다이어프램은 고진공 진공실과 감지할 저진공 시스템에 연결된 검사실 사이에 배치됩니다. 진동막을 감지하는 것은 착동판으로 고정판과 플레이트 콘덴서를 형성하여 일정한 콘덴서를 가지고 있다. 측정된 저진공 압력은 구멍을 감지하여 탐지강으로 들어가고, 다이어프램이 구부러지는 것을 감지하고, 고정판과의 거리를 변경하며, 용량 값도 변경됩니다. 저진공 압력 값에 따라 용량 값이 달라집니다. 마지막으로 용량 신호는 회로 변환 부분으로 전송되고 회로 변환 부분은 용량 신호를 변환, 분류 및 확대하여 표준 전압 또는 전류 신호를 출력합니다. 이 표준 전기 신호는 진공압력에 비례하는 콘덴서 신호에서 나온다. 진공 예냉 시험기는 CPCD 100Z 용량 성 박막 압력 트랜스미터를 진공 챔버 압력 측정으로 사용합니다. 신호는 마이크로프로세서를 통해 패널에 출력됩니다. 실험에 따르면 이 변이기는 응답 속도가 빠르고 안정적이며 지속적으로 사용할 수 있어 실험에서 압력 측정의 요구 사항을 완벽하게 충족한다는 것을 보여준다.

세라믹 후막 압력 트랜스미터

세라믹 후막 압력 트랜스미터는 세라믹 후막 저항의 힘 민감성 효과를 이용한다. 세라믹 후막 압력 칩을 탄성 요소로 사용하여 세라믹 다이어프램에 인쇄된 후막 저항을 민감한 저항으로 인쇄하여 정밀 보정 기술, 저항 조정 기술 및 신호 처리 기술을 통해 압력 신호를 표준 전류 신호로 직접 변환하고 산업용 계기 또는 컴퓨터 제어 시스템에 액세스하여 생산 프로세스의 자동 감지 및 제어를 가능하게 합니다.

세라믹 후막 압력 변이기는 주로 세라믹 후막 압력 센서와 마이크로프로세서로 구성되어 있다. 이 센서는 압력 변화를 측정하는 데 사용됩니다. 압력이 센서에 작용하면 센서의 저항이 변경되어 센서 칩의 브리지 회로에 의해 감지되고 A/D 변환기에서 디지털 신호로 변환되어 마이크로프로세서로 전송됩니다. 마이크로프로세서는 신호 처리의 핵심 구성 요소로서 선형 연산, 보정, 문제 해결 및 통신 등의 기능을 제공합니다. 센서 데이터 메모리는 보정 계수를 저장할 수 있으며, 마이크로프로세서는 메모리의 데이터 정보를 사용하여 계산 및 처리되어 우수한 특성을 가진 고정밀 출력을 생성합니다. 이 트랜스미터는 생산 과정에서 부식성과 부식성 가스와 액체를 포함한 다양한 매체를 세라믹 다이어프램에 직접 도입할 수 있어 복잡한 격리 기술이 필요 없어 가격이 저렴하다. 압력 트랜스미터의 엘라스토머는 물리적 화학적 성능이 매우 안정적인 높은 알루미늄 도자기를 사용하며, 장기적으로 무변과 가소성 변형이 있으며, 선형성과 지연 성능은 다른 유형의 압력 트랜스미터보다 훨씬 우수합니다.

세라믹 용량 성 압력 트랜스미터

세라믹 용량 압력 트랜스미터는 건식 세라믹 용량 센서를 사용하여 중간 액체가 없고 기술적 성능이 높습니다. 시장의 주요 제품은 독일 E+H 와 미국 Kavlico 의 제품이다. 90 년대 중반, 하공대는 미국 카블리코의 도자기 용량 센서를 이용하여 PTM 120 압력 트랜스미터를 생산했다. 성능이 안정적이고 테스트 데이터가 정확합니다. 석유, 화공, 전기, 철강, 경공업 등의 산업에 광범위하게 적용되는 압력 측정과 현장 통제.

세라믹 용량 성 압력 트랜스미터는 다른 용량 성 트랜스미터와 다르게 작동합니다. 매체 압력은 세라믹 다이어프램에 직접 작용하여 측정 다이어프램이 변위를 생성하도록 합니다. 다이어프램 변위로 인한 용량 변화는 입력 압력과 선형 관계가 있으며 전자 부품에 의해 감지, 확대 및 출력됩니다.

셋째, 지능형 압력 트랜스미터

1990 년대에는 필드 버스 기술이 급속히 부상하면서 산업 공정 제어 시스템이 양방향 통신, 지능형 계기 제어를 위한 필드 버스 제어 시스템으로 발전해 왔습니다. 이에 따라 차세대 지능형 압력 트랜스미터가 등장했습니다. 그것들의 주요 특징은 다음과 같다.

(1) 비선형, 온도 오차, 응답 시간, 소음 및 교차 감지와 같은 자체 보상 기능

(2) 자체 진단 기능 (예: post) 은 작동 시 작동 검사를 가능하게 합니다.

(3) 마이크로프로세서와 기본 센서 간의 양방향 통신 기능은 폐쇄 루프 작업 시스템을 구성합니다.

(4) 정보 저장 및 기억 기능.

(5) 디지털 출력.

이러한 기능을 기반으로 지능형 압력 트랜스미터의 정밀도, 안정성, 반복 및 안정성이 향상되었습니다. 양방향 통신 기능을 통해 컴퓨터 소프트웨어 제어 및 원격 설정 범위를 실현할 수 있습니다.

지능형 압력 트랜스미터는 주로 HART 프로토콜이 있는 것과 482 또는 RS232 인터페이스가 있는 두 가지 유형으로 나뉩니다. HART 프로토콜 지능형 압력 트랜스미터는 아날로그 신호에 특수 주파수 신호를 중첩하는 동시에 아날로그 및 디지털 통신을 가능하게 합니다. RS232 또는 485 포트가 있는 지능형 압력 트랜스미터는 내부적으로 아날로그 신호를 A/D 로 변환하고, 아날로그 신호는 마이크로프로세서를 통해 조작된 후 d/a 로 출력되며, RS232 인터페이스는 다양한 통신 프로토콜과 호환되는 비동기 통신 프로토콜 인터페이스입니다. 따라서 후자가 널리 사용되고 있다.

넷. 압력 트랜스미터의 대표 제품

(1)EJA 트랜스미터

제품 기술 사양

애플리케이션 유형, 모델, 다이어프램 범위 (KPa) 및 최대 작동 압력 (MPa)

차압 및 액위 EJA 의 일반 설치110al 0.5-103.5

L (액체 접촉 재질 코드 "s") 0.5-1016

M 1- 100 16

H 5-500 16

V 0. 14- 14 메가파 16

특징:

정압의 영향은 소홀히 여기지 않는다.

정압 (작동 압력) 을 가하면 두 모양, 치수, 재질이 정확히 같은 공명 빔의 변형이 동일하므로 주파수 변화도 동일하므로 편차가 자동으로 0 이 됩니다 (공식과 그래프는 온도 효과와 유사).

뛰어난 단방향 과압 특성

수액막과 낭체는 독창적인 파문 가공 기술을 채택하고, 외부 압력이 일정 값으로 증가하면 수액막이 낭체와 완전히 접촉할 수 있고, 실리콘 오일이 센서에 전달되는 압력은 외부 힘이 커지면 커지지 않아 센서에 대한 보호 작용을 할 수 있다.

유연한 설치

스탠드 없이 직접 설치할 수 있습니다.

일반적으로 사용되며 3 개의 밸브 그룹이 필요하지 않습니다.

종합 평가:

마이크로전자 가공 기술 (MEMS) 을 사용하여 단결정 실리콘 표면의 중심과 가장자리에 두 개의 모양, 크기, 재질이 정확히 같은 H 자형 공명 빔을 만들고, 공명 빔은 자체 진동 회로에서 고주파진으로 진동합니다 (그림 1 참조). 단결정 실리콘의 상부 및 하부 표면의 압력이 동일하지 않으면 변형이 발생하여 중심 공진 빔의 주파수가 압축력에 의해 감소하고 모서리 공진의 주파수가 인장력에 의해 증가합니다 (그림 2 참조).

두 주파수의 차이 신호는 데이터 처리를 위해 CPU 로 직접 전송된 다음 (1) D/A 를 통해 4-20mA 출력 신호로 변환되어 Brain 또는 Hart 의 디지털 신호를 중첩합니다. (2) 필드 버스 재단 TM 표준을 준수하는 디지털 신호의 직접 출력

(2) 로스몬트 압력 트랜스미터

첫째, 제품 개요:

로스몬트의 305 1C 압력 트랜스미터는 압력 측정 기술에 대한 새로운 기준을 세웠다. 탁월한 운영 성능, 유연한 CoPlanarTM 플랫폼, 업그레이드 가능. 새로운 305 1C 압력 트랜스미터의 성능 지표는 다양한 작업 조건에서 정확도와 안정성을 보장합니다.

작동 원리: 작동 시 고압 저압면의 격리막과 충전액은 프로세스 압력을 충전액으로 전달하고 충전액은 센서 중심의 감지막으로 압력을 전달합니다. 센서 다이어프램은 압력에 따라 변위가 변하는 신축된 탄성 구성요소입니다 (GP 테이블 압력 트랜스미터의 경우 대기 압력은 센서 다이어프램의 저압 측면에 가해지는 압력과 동일). AP 절대 압력 트랜스미터, 저전압 측면은 항상 하나의 참조 압력을 유지합니다. 센서 다이어프램의 최대 변위는 0.004 인치 (0.kloc-0/mm) 이며 변위는 압력에 비례합니다. 양쪽의 콘덴서 플레이트는 센서 다이어프램의 위치를 감지합니다. 센서 다이어프램과 용량 극판 사이의 용량 차이는 해당 전류, 전압 또는 디지털 HART (고속 주소 지정 가능 원격 송신기 데이터 고속 채널) 출력 신호로 변환됩니다.

305 1 트랜스미터 응용 프로그램

새로운 모델 305 1C 의 성능 지표는 다양한 작업 조건에서 정확도와 안정성을 보장합니다. 유연한 CoPlanarTM 플랫폼 설계는 현재의 애플리케이션 요구 사항에 가장 적합한 솔루션을 제공할 뿐만 아니라 plant 웹 공장 제어 네트워크 및 필드 버스 기술을 통해 향후 기술 요구 사항을 완벽하게 충족할 수 있습니다.

둘째, 기술 매개 변수:

전체 표현: 0. 15%

정확도: 0.075%

차압: 보정 범위는 0.5 인치 물기둥에서 평방 인치당 2000 파운드입니다.

표압: 교정 범위는 2.5 인치 물기둥에서 2000 파운드/제곱인치까지입니다.

절대 압력: 0. 167psia 부터 4000psia 까지의 교정 범위.

프로세스 격리 격막: 스테인리스강, 하 합금 CR, 몬넬 합금 R, 탄탈 (CD, CG 만 해당) 및 금도금 몬넬 합금.

컴팩트 한 디자인, 견고하고 가벼우며 설치가 쉽습니다.

다섯째, 압력 트랜스미터 개발 동향

현재 세계 각국의 압력 트랜스미터에 대한 연구 분야는 매우 광범위하여 거의 모든 업종에 침투하고 있지만, 요약하면 다음과 같은 추세가 있다.

(1) 지능화 통합으로 인해 집적 회로에 마이크로프로세서를 추가하여 송신기가 자동 보정, 통신, 자체 진단 및 논리적 판단을 할 수 있도록 합니다.

(2) 통합 압력 트랜스미터는 다른 측정 송신기와 통합되어 측정 및 제어 시스템을 형성하고 있습니다. 통합 시스템은 프로세스 제어 및 공장 자동화의 운영 속도와 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

(3) 소형화는 현재 시장에서 소형 압력 트랜스미터에 대한 수요가 갈수록 커지고 있다. 이 작은 압력 트랜스미터는 매우 열악한 환경에서 작동할 수 있으며 유지 관리가 거의 필요하지 않으며 주변 환경에 미치는 영향도 적습니다. 그것은 인체의 각종 중요한 장기에 배치하여 사람들의 정상적인 생활에 영향을 주지 않고 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어 미국 Entran 이 생산한 범위는 2 ~ 500 psi 의 송신기로 직경이 1.27mm 에 불과하여 혈액순환에 큰 영향을 미치지 않고 인체 혈관 안에 배치할 수 있다.

(4) 표준화된 트랜스미터의 설계 및 제조는 이미 일정한 업계 표준을 형성했다. ISO 국제 품질 시스템 미국 ANSI 및 ASTM 표준, 러시아 ггOCT 및 일본 J IS 표준.

(5) 거친 압력 트랜스미터의 또 다른 발전 추세는 기계 산업에서 자동차 부품, 의료 기기, 에너지 및 환경 제어 시스템과 같은 다른 분야로 확장하는 것입니다.