การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม
ทำความเข้าใจเทคโนโลยีและประเภทของเครื่องส่งสัญญาณความดันโพลีซิลิคอน
เครื่องส่งสัญญาณความดันโพลีซิลิคอนเป็นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, การแปรรูปเคมี, การผลิตไฟฟ้า และการบำบัดน้ำ ด้วยจุดเด่นในด้านความแม่นยำ ความเสถียร และความเชื่อถือได้ เครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบไมโครมาชินนิ่งด้วยซิลิคอนขั้นสูง และเทคโนโลยีเซ็นเซอร์แบบบูรณาการ บทความนี้จะสำรวจหลักการทำงานและประเภททั่วไปของเครื่องส่งสัญญาณความดันโพลีซิลิคอน
1. หลักการทำงานของเครื่องส่งสัญญาณแรงดันโพลีซิลิคอน
หัวใจของเครื่องส่งสัญญาณความดันโพลีซิลิคอนคือเซ็นเซอร์ไมโครแมชชีนที่ผลิตจากวัสดุสารกึ่งตัวนำโพลีซิลิคอน หลักการสำคัญนี้อาศัยการตรวจจับแบบเพียโซเรซิสทีฟ ซึ่งค่าความต้านทานไฟฟ้าของโพลีซิลิคอนจะเปลี่ยนแปลงเมื่อมีแรงกดดันเชิงกล (เกิดจากความดัน) กระทำอยู่
ส่วนประกอบสำคัญ:
ไดอะแฟรมตรวจจับ: ไดอะแฟรมซิลิคอนบาง ๆ จะเกิดการเปลี่ยนรูปเมื่อมีแรงดันมากระทำ
องค์ประกอบเพียโซเรสซิสทีฟ: ตัวต้านทานโพลีซิลิคอนที่ฝังหรือแพร่กระจายจะถูกรวมเข้ากับไดอะแฟรมในรูปแบบของวงจรบริดจ์วีทสโตน
วงจรปรับสัญญาณ: แปลงการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานให้เป็นเอาท์พุตไฟฟ้าที่เสถียร (มักเป็นสัญญาณ 4–20 mA หรือสัญญาณดิจิทัล)
ขั้นตอนการดำเนินงาน:
แรงที่กระทำต่อกระบังลมทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปเล็กน้อย
การเปลี่ยนรูปนี้ทำให้ความต้านทานขององค์ประกอบโพลีซิลิคอนเปลี่ยนแปลงไป
วงจรสะพานวีทสโตนตรวจจับความไม่สมดุลและส่งสัญญาณไฟฟ้าที่สอดคล้องกลับออกมา
สัญญาณถูกขยาย ปรับชดเชยอุณหภูมิ และทำให้เป็นเชิงเส้นโดยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในตัวเครื่อง
2. ข้อดีของเทคโนโลยีโพลีซิลิคอน
ความไวสูงและความแม่นยำ: เนื่องจากผลกระทบ piezoresistive ที่มีเสถียรภาพในโพลีซิลิคอน
การชดเชยอุณหภูมิที่ยอดเยี่ยม: รวมกับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตัวชิป
ความเสถียรระยะยาว: ความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุดเมื่อเวลาผ่านไป
กะทัดรัดและทนทาน: การออกแบบที่ใช้เทคโนโลยี MEMS ช่วยให้สามารถสร้างขนาดเล็กและมีความแข็งแกร่งสูง
3. ประเภทของเครื่องส่งสัญญาณแรงดันโพลีซิลิคอน
ก. เครื่องส่งสัญญาณความดันแบบเกจ (GP)
วัดความดันเทียบกับความดันบรรยากาศ ใช้ในถัง ท่อส่ง และระบบจ่ายของไหล
b. เครื่องส่งสัญญาณความดันสัมบูรณ์ (AP)
วัดความดันเมื่อเทียบกับสุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการตรวจสอบระดับสุญญากาศอย่างแม่นยำ
ค. เครื่องส่งสัญญาณความดันแตกต่าง (DP)
วัดความแตกต่างของความดันระหว่างสองจุด นิยมใช้สำหรับการวัดอัตราการไหล, การตรวจสอบตัวกรอง, และการตรวจจับระดับในภาชนะที่มีแรงดัน
d. เครื่องส่งสัญญาณแรงดันสูง
ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงเป็นพิเศษ เช่น ระบบไฮดรอลิก หรือถังก๊าซความดันสูง
e. เครื่องส่งสัญญาณความดันดิจิทัลอัจฉริยะ
รวมโปรโตคอลการสื่อสารดิจิทัล เช่น HART, Modbus หรือ Profibus ซึ่งช่วยให้สามารถสอบเทียบระยะไกล วินิจฉัยปัญหา และบูรณาการเข้ากับระบบควบคุมอุตสาหกรรมได้
4. สถานการณ์การใช้งาน
ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ: สำหรับการตรวจสอบความผันผวนของแรงดันอย่างแม่นยำ
โรงงานแปรรูปเคมี: ทนต่อการกัดกร่อนและสามารถจัดการกับสื่อที่รุนแรงได้
การบำบัดน้ำและน้ำเสีย: รับประกันการควบคุมกระบวนการที่มั่นคงภายใต้สภาวะที่ผันผวน
โรงไฟฟ้า: ตรวจสอบความดันหม้อไอน้ำและไอน้ำด้วยความเสถียรสูง
ข้อสรุป
เครื่องส่งสัญญาณแรงดันโพลีซิลิคอนถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีการตรวจจับแรงดัน ด้วยการผสมผสานความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความสามารถด้านดิจิทัล เครื่องส่งสัญญาณเหล่านี้จึงกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการควบคุมอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ขณะที่การบูรณาการเซ็นเซอร์และการผลิตอัจฉริยะยังคงพัฒนาต่อไป เครื่องส่งสัญญาณที่ใช้วัสดุโพลีซิลิคอนจะมีบทบาทเด่นชัดยิ่งขึ้นในระบบควบคุมกระบวนการอัจฉริยะ
เครื่องมือที่แนะนำ
ลิขสิทธิ์ค่ะ©2024 Sichuan vacorda Instruments Manufacturing Co., Ltd.
