Senzori de presiune în medii extreme cu temperaturi ridicate
Unele medii industriale dure au o gamă largă de nevoi pentru temperatură înaltăpresiune transmițătoare, deci cercetarea senzorilor de presiune de temperatură înaltă este un temă important. În prezent, senzorii de presiune de temperatură înaltă se bazează pe material izolator siliciu. Acest material are avantajele de rezistență la temperatură înaltă, rezistență la radiații, rezistență înaltă cost-eficiente, dar există de asemenea probleme cum ar fi stabilitatea slabă la temperaturi înalte și autoîncălzirea. Carbură de siliciu (SiC), ca un material rezistent la temperaturi înalte, are avantajele conductivității termice înalte, rezistență la coroziune acizilor și alcalii. Prin urmare,, a proiectat un senzor de presiune piezorezistiv din 4H- SiC . Senzorul de presiune poate emite măsurători stabile în interval de -50 la +300 ℃, și poate funcționa stabil într-un mediu cu coroziune acidă și radiații. Cu dezvoltarea continuă a tehnologiei grafenului, a fost proiectat un senzor de presiune la temperatură înaltă din material de grafen și fabricat folosind tehnologie MEMS. Senzorul acestui element sensibil are performanță excelentă la temperaturi înalte, și sensibilitatea este mult mai mare decât cel de senzorii de presiune MEMS de temperatură înaltă anterior. În în plus în unele medii extreme, cum precum mediile lichide metal de temperatură înaltă, senzorul's interval de temperaturi poate fi acoperit de la temperatura cameră la temperaturi înalte aproape de 600 ℃. Capacitatea de măsurare presiunii convențională produsele în acest mediu sunt foarte limitate.
1.Presiune transmitator cu funcție de autodiagnosticare
Pe măsură ce industria modernă continuă să se îndrepte spre digitalizare și automatizare, cererea de instrumente inteligentă este in creștere. Aceasta înseamnă că instrumentația trebuie să să fii autodiagnostic, capabil de evaluare calitatea datelor și corectarea defecțiunilor detectate. Pentru a întâlni selectia de design și sistem compoziție a un sistem de instrumentare sigure, un transmițător de presiune funcțional sigur a fost proiectat și dezvoltat. Componentele transmițătorului ale aceastei presiuni transmițătoarele sunt proiectate cu o funcție dualizată pentru diagnosticarea defecțiunilor în transmițătorul de presiune diferențială și au unele capacități de autodiagnosticare. Prin cooperând cu producatorul transmițătorului, un mod de eșec important al transmițătorului, scurgeri de fluid medie, a fost identificat și monitorizat în timp real de un program de diagnostic. Se propune un transmițător de presiune inteligent conform cu siguranța funcțională, inclusiv proiectarea arhitecturii sistemului, testarea integrității componentelor , și programul de autodiagnosticare. Transmițătorul inteligent de presiune care respectă siguranța funcțională va detecta în timp real dacă există o defecțiune de sistem în starea activă actuală și dacă există o funcție modulului eșec, și raportați staturea anormală în timp real la securitate sistemul de control prin alarma defecțiune. Sistemul de control sau monitorizează în consecință asigură răspuns de siguranță în timp util pentru realizarea siguranței funcționale.
2. Presiune transmitator metoda compensarii temperaturii
Ieșirea standardizată de înaltă precizie a transmițătorului de presiune a a fost direcția fierbintă a cercetării transmițătorului. Pentru transmițătoarele de presiune produse în serie, este necesar să-și calibraze parametrii structurali interni pentru a atinge o ieșire liniarizată standard, pentru a să îndeplinească cerințele de acuratețe măsurării și standardele de comunicare în domeniul industrial. Indiferent de care principiu senzorul de presiune se bază pe, mediul extern va avea un impact asupra caracteristicile materialului , rezult într-o eroare mare. Prin urmare, transmițătorul trebuie să fie calibrat cu compensare temperaturii înainte de părăsi fabrică . În prezent, studenți acasă și în străinătate au efectuat explorări ample și cercetari pentru metoda de compensare temperaturii a transmițătorilor de presiune. Cercetarea este în principal împărțită în două direcții: compensație hardware și compensație software.
Compensarea hardware este corectată în principal prin îmbunătățirea circuitului de măsurare și procesului de proiectare sau optimizarea proiectului cipului. A rezistență pasivă rețea de compensare temperaturii model este folosit pentru compensarea temperaturii regiunii de temperatură joasă a senzorului de presiune, și precizia compensării obținută este 2%. Metodele de compensare hardware implică de obicei proiectare hardware sau optimizare pentru un senzor anume. Datorită complexității compensării hardware-ului depanare, generalizări slabe , aplicațiile de inginerie prefer să utilizeze metoda de compensare software.
