Monokristalni silicijumski transmiter pritiska je senzor pritiska zasnovan na monokristalnom silicijumskom čipu, proizveden primenom njemačke MEMS tehnologije i potpuno{0}}zavarenog senzorskog modula. Konvertuje promene pritiska u standardizovane električne signale kao što je 4-20mA HART putem piezorezistivnog efekta, i široko se koristi u petrohemijskoj, farmaceutskoj i vazduhoplovnoj industriji za merenje pritiska, nivoa i gustine tečnosti, gasova ili para.
Jezgro ovog uređaja je monokristalni silicijumski piezorezistivni senzor, koji integriše temperaturnu kompenzaciju i dvostruku strukturu dijafragme za zaštitu od preopterećenja, pružajući otpornost na elektromagnetne smetnje. Koristeći nano-monokristalni silicijumski materijal i visoko{2}}čistoću dvosmjernog-dizajna ovjesa, postiže tačnost od 0,075%FS, maksimalni omjer raspona od 200:1, podržava rad u širokom temperaturnom rasponu (-40~120 stepena zaštite od pacova/IP6). Sa ugrađenim-HART protokolom, može se koristiti za postavljanje parametara i komunikaciju preko HART375 i drugih uređaja, što ga čini pogodnim za složena industrijska okruženja kao što su aplikacije otporne na eksploziju i higijenske aplikacije.
Princip rada
Senzorski modul koristi svu-zavarenu tehnologiju i interno sadrži integrisanu membranu za preopterećenje, senzor pritiska i senzor temperature. Senzor temperature služi kao referentna vrijednost za temperaturnu kompenzaciju. Strana pozitivnog pritiska senzora pritiska je povezana sa komorom visokog-pritiska kućišta membrane senzora, a strana negativnog pritiska je povezana sa komorom niskog pritiska-. Pritisak se prenosi kroz izolacionu dijafragmu i tečnost za punjenje do silikonskog čipa unutar senzora, izazivajući promenu otpora čipa senzora pritiska, što dovodi do promene izlaznog napona sistema za detekciju. Ovaj izlazni napon je proporcionalan promjeni pritiska i zatim se pretvara u standardizirani izlazni signal od strane adapterske jedinice i pojačala.
Princip radaMonokristalni silicijum piezorezistivni senzor pritiska
Piezorezistivni senzor pritiska koristi piezorezistivni efekat monokristalnog silicijuma. Kao elastični element koristi se monokristalna silikonska pločica. Koristeći tehnologiju integriranog kola, skup ekvivalentnih otpornika se raspršuje u određenom smjeru na monokristalnu silikonsku dijafragmu i povezuje u mosnu struju. Monokristalna silikonska pločica je postavljena unutar senzorske šupljine. Kada se pritisak promeni, monokristalni silicijum je podvrgnut naprezanju, uzrokujući da se otpornici za naprezanje koji su direktno difundirani na njemu menjaju proporcionalno izmerenom pritisku. Odgovarajući izlazni signal napona tada se dobija preko mostnog kola.
Struktura monokristalnog silicijumskog senzora pritiska: Glavne komponente su dve procesne dijafragme, silikonski senzor u sredini i priključci za punjenje ulja i procesa.
Funkcija
Monokristalni silicijumski transmiteri pritiska/diferencijskog pritiska se koriste za merenje nivoa, gustine i pritiska tečnosti, gasova ili para, a zatim ih pretvaraju u 4-20mA HART strujni signal izlaznog signala. Oni također mogu komunicirati sa HART375 ili BST modemom za podešavanje parametara i kontrolu procesa. Razlika između njih i tradicionalnih transmitera pritiska je u tome što kao materijal senzora koriste nano-monokristalni silicij.
Rješavanje problema
Inspekcija mjerne sekcije predajnika
1. Uklonite prirubnicu i provjerite da li membrana osjetljive komponente ima deformacije, oštećenja ili curenja ulja.
2. Uklonite kompenzacijsku ploču, bez uklanjanja osjetljive komponente, i provjerite otpornost izolacije pinova na kućištu. Pod naponom koji ne prelazi 100V, otpor izolacije ne bi trebao biti manji od 100MΩ.
Spojite strujni krug i dovod zraka. Kada je signal pritiska na gornjoj granici opsega, isključite dovod zraka. Izlazni napon i očitavanje trebaju ostati stabilni. Ako izlazni napon padne, to ukazuje na curenje u predajniku. Curenje se može locirati pomoću vode sa sapunom.
Circuit Inspection
1. Priključite napajanje i provjerite status naponskog signala na izlaznom terminalu predajnika. Ako nema izlaznog napona, prvo provjerite da li je napon napajanja normalan i da li ispunjava zahtjeve za napajanje; provjerite ima li grešaka u ožičenju između napajanja, predajnika i opreme za opterećenje. Nema napona na terminalima predajnika ili obrnuti polaritet ne može uzrokovati izlaz signala napona. Nakon što isključite ove uzroke, dodatno provjerite ima li oštećenih komponenti u krugu ploče pojačala; provjerite ima li lošeg kontakta u konektorima na ploči. Tačka kvara se može odrediti poređenjem izmjerenog napona normalnog instrumenta sa odgovarajućim izmjerenim naponom neispravnog instrumenta. Ako je potrebno, zamijenite neispravnu ploču pojačala. Prilikom inspekcije odašiljača tipa -, posebnu pažnju treba obratiti na preduzimanje anti-mjera za pojačivače tipa J-.
2. Priključite napajanje. Nakon davanja ulaznog signala pritiska, ako je izlaz transmitera previsok (veći od 10VDC) ili prenizak (manji od 2,0VDC), a nema odgovora pri promjeni signala ulaznog pritiska ili podešavanju vijaka nulte točke i raspona, onda je izlaz predajnika neispravan. Za ovu vrstu kvara, pored provjere abnormalnosti u osjetljivim komponentama mjerne sekcije predajnika, treba provjeriti ispravan rad "kontrolnog kola oscilacija" na ploči pojačala predajnika. Normalni vršni napon između visokofrekventnih transformatora T1-12 bi trebao biti 25~35VP-P; frekvencija je približno 32 kHz. Zatim provjerite radni status svakog operativnog pojačala na ploči pojačala; provjerite ima li oštećenja na komponentama itd. Ova vrsta kvara zahtijeva zamjenu ploče pojačala.
Na{0}}Rješavanje problema na licu mjesta
1. Primarne komponente su blokirane ili nepravilno instalirane; slavine za pritisak nisu pravilno postavljene.
2. Vodovi za točenje pod pritiskom cure ili su blokirani; preostali gas ili tečnost ostaju u liniji za punjenje; naslage postoje u procesnoj prirubnici transmitera, stvarajući mrtvu zonu mjerenja.
3. Ožičenje odašiljača nije ispravno; napon napajanja je previsok ili prenizak; loš kontakt na spoju između indikatora i terminala instrumenta.
4. Nedovoljna instalacija prema tehničkim zahtjevima; način instalacije i okruženje lokacije ne ispunjavaju tehničke zahtjeve.
