Laagdruk Transducers Begrijpen: Functie, Ontwerp En Toepassingen

A druktransducer is een meetapparaat dat een toegepaste druk omzet in een elektrisch signaal. Over het algemeen bestaat een druktransducer uit twee delen, een elastisch materiaal dat vervormt onder de toepassing van druk en een elektrisch deel dat deze vervorming detecteert.

Hoe Laagdruk Transducers Werken

Afhankelijk van het bereik van drukken dat gemeten moet worden, krijgt het elastische materiaal verschillende vormen en maten, zoals buis van Bourdon, zuiger, membrane, en blaasbalg. De meest voorkomende is de membrane.
Drie verschillende typen elektrische apparaten kunnen aan dit elastische materiaal bevestigd worden om druktransducers te maken. Deze omvatten weerstands-, capacitieve- en inductieve typen.

• Weerstandsdruktransducers gebruiken rekstroken, die aan het vervormbare materiaal gebonden zijn. Elke verandering in de vervorming veroorzaakt een verandering in de elektrische weerstand van elke rekstrook wat gemeten kan worden door een Wheatstone-brug.
• In het capaciteitstype druktransducers, wordt verandering in druk gemeten door verandering in capaciteit tussen twee capaciteitsplaten. Een plaat gebonden aan de vervormbare kant van het elastische materiaal, terwijl een andere aan het ongedrukte oppervlak gebonden is.
• In een inductieve druktransducer, wordt de vervorming van het elastische materiaal gebruikt om lineaire beweging van een ferromagnetische kern te voorzien. Deze lineaire beweging zal de geïnduceerde wisselstroom variëren.

Laagdruk Meting

Onder de verschillende druktransducers die besproken zijn, zijn de Bourdon-manometer, piezoweerstands-membrane-manometer, en de capacitieve-membrane-manometer geschikt voor het meten van lage vacuümdrücken. De Bourdon-manometer kan ruwweg meten in het bereik van 0–1000 mbar, terwijl membrane-manometers kunnen meten in het bereik van 0.1–1000 mbar.
Voor zeer lage drücken zijn er andere typen transducers beschikbaar, die gebaseerd zijn op andere principes. Deze omvatten Pirani-manometer, thermocouple, en ionisatiemanometer.
De eerste twee technieken zijn gebaseerd op de snelheid waarmee warmte verloren gaat van een verwarmde draad geplaatst in de lage-druk omgeving. Deze warmteverlies is afhankelijk van het aantal gasmoleculen per eenheidsvolume.

• Pirani-manometer — Deze manometer berekent de draadtemperatuur door de draadweerstand te meten. Weerstandmeting wordt gemeten met behulp van een Wheatstone-brugschakeling. De relatie tussen de weerstand en de toegepaste druk is hoogst non-lineair.
• Thermocouple — In dit type druktransducer, is een thermocouple aan de verwarmde draad bevestigd om de temperatuur ervan te meten. Voor de referentietemperatuur in de thermocouple wordt kamertemperatuur gebruikt. De spanningsuitgang van de thermocouple varieert non-lineair met de gasdruk.
• Ionisatiemanometer — Het is zeer nuttig voor het meten van zeer kleine drücken in het bereik van 10–3 atm tot 10–13 atm. Hier wordt het gas, wiens druk gemeten moet worden, geïoniseerd met behulp van een verwarmde draad. De stroom wordt gemeten tussen twee elektroden in het geïoniseerde gebied, wat afhangt van de gasdruk, omdat het aantal ionen per eenheidsvolume afhangt van de gasdruk.

Stroom Versus Druk Relatie Is Lineair

Laagdrukmeting wordt gebruikt in dergelijke toepassingen als:

• In medische velden- Vernevelers, Spirometers, etc.
• In industrieën- HVAC-regeling, statische kanaaldruk, etc.

Groeiende marktbelangstelling richt zich op materiaal binnenin druktransducers:

• Kwikzilver zit in sommige om de druksensing naar de elektrische uitgang te geleiden. In veel staten is kwikzilver een verboden stof, hoewel het niet afgedwongen wordt of in sommige gevallen, is het grandfathered op bestaande apparatuur die kwikzilver kan gebruiken maar verbiedt het op nieuwe producten.
• De tweede stof is NaK (natrium Kalium) wat gebruikt wordt in plaats van kwikzilver in de transducer. NaK zal een vonk produceren als het blootgesteld wordt aan lucht (zuurstof). In omgevingen waar brandgevaar hoog is, is dit een gevaar.
• Er is een nieuw product op de markt nu dat een veel dikker membrane heeft (levensduur verlengd) en met een langere garantie komt dan andere producten. Het heeft geen vulling en doet zijn werk door elektronica.

Het is ons gevoel dat marktdruk uiteindelijk zowel kwikzilver als NaK onacceptabel zal maken onder klanten van diegenen die producten maken met apparatuur die deze sensoren benutten.

Bel ons op 800-844-8405 voor meer informatie over druktransducers.

Op zoek naar industriële automatiseringsonderdelen? We kunnen helpen!