Hoe lagedrukomvormers werken

Een drukopnemer is een meetinstrument dat een toegepaste druk omzet in een elektrisch signaal. Over het algemeen bestaat een druktransducer uit twee delen:een elastisch materiaal dat vervormt onder invloed van druk en een elektrisch deel dat deze vervorming detecteert.

Hoe lagedruktransducers werken

Afhankelijk van het te meten drukbereik krijgt het elastische materiaal verschillende vormen en maten, zoals bourdonbuis, zuiger, membraan en balg. De meest voorkomende hiervan is het diafragma.
Drie verschillende soorten elektrische apparaten kunnen aan dit elastische materiaal worden bevestigd om druktransducers te maken. Deze omvatten resistieve, capacitieve en inductieve typen.

• Resistieve druktransducers gebruiken rekstrookjes, die aan het vervormbare materiaal zijn gehecht. Elke verandering in de vervorming veroorzaakt de verandering in de elektrische weerstand van elke spanningsmeter die kan worden gemeten door een brug van Wheatstone.
• In druktransducers van het capaciteitstype wordt verandering in druk gemeten verandering in capaciteit tussen twee capaciteitsplaten. Eén plaat is gehecht aan de vervormbare zijde van het elastische materiaal, terwijl een andere is gehecht aan het drukloze oppervlak.
• In een inductieve druktransducer wordt de vervorming van het elastische materiaal gebruikt om een ​​lineaire beweging van een ferromagnetische kern te bewerkstelligen. Deze lineaire beweging zal de geïnduceerde wisselstroom variëren.

Lagedrukmeting

Tussen de verschillende drukken bespraken transducers de Bourdon-meter, de piëzoresistieve diafragmameter en de capacitieve diafragmameter zijn geschikt voor het meten van lage vacuümdrukken. Bourdon-meters kunnen ruwweg in het bereik van 0–1000 mbar meten, terwijl membraanmeters in het bereik van 0,1–1000 mbar kunnen meten.
Voor zeer lage drukken zijn er andere soorten transducers beschikbaar, die zijn gebaseerd op andere principes. Deze omvatten Pirani-meter, thermokoppel en ionisatiemeter.
De eerste twee technieken zijn gebaseerd op de snelheid waarmee warmte verloren gaat door een verwarmde gloeidraad die in een lagedrukomgeving wordt geplaatst. Dit warmteverlies is afhankelijk van het aantal gasmoleculen per volume-eenheid.

• Pirani-meter – Deze meter berekent de filamenttemperatuur door de filamentweerstand te meten. Weerstandsmeting wordt gemeten met behulp van een brugcircuit van Wheatstone. De relatie tussen de weerstand en de toegepaste druk is zeer niet-lineair.
• Thermokoppel – Bij dit type druktransducer wordt een thermokoppel aan het verwarmde filament bevestigd om de temperatuur te meten. Voor de referentietemperatuur in het thermokoppel wordt kamertemperatuur gebruikt. De uitgangsspanning van het thermokoppel varieert niet-lineair met de gasdruk.
• Ionisatiemeter - Het is zeer nuttig voor het meten van zeer kleine drukken in het bereik van 10–3 atm tot 10–13 atm. Hier wordt het gas, waarvan de druk moet worden gemeten, geïoniseerd met behulp van een verwarmde gloeidraad. De stroom wordt gemeten tussen twee elektroden in het geïoniseerde gebied, dat afhangt van de gasdruk, omdat het aantal ionen per volume-eenheid afhangt van de gasdruk.

De relatie tussen stroom en druk is lineair

Lagedrukmeting wordt gebruikt in toepassingen zoals:

• Op medisch gebied:vernevelaars, spirometers, enz.
• In de industrie - HVAC-regeling, statische kanaaldruk, enz.

Groeiende interesse in de markt richt zich op materiaal binnenin druktransducers:

• Kwik zit in sommige om de detectie van de druk naar de elektrische uitgang te geleiden. In veel staten is kwik een verboden stof, hoewel het niet wordt afgedwongen of in sommige gevallen is het toegestaan ​​voor bestaande apparatuur die kwik mag gebruiken, maar is het verboden voor nieuwe producten.
• De tweede stof is NaK (natriumkalium) dat wordt gebruikt in plaats van kwik in de transducer. NaK zal een vonk veroorzaken als het wordt blootgesteld aan lucht (zuurstof). In omgevingen waar de ontvlambaarheid hoog is, is dit een gevaar.
• Er is nu een nieuw product op de markt dat een veel dikker diafragma heeft (langere levensduur) en met een langere garantie dan andere producten. Het heeft geen vulling en doet zijn werk door elektronica.

Het is ons gevoel dat de druk van de markt uiteindelijk zowel kwik als NaK onaanvaardbaar zal maken voor klanten van degenen die producten maken met apparatuur die deze sensoren gebruikt.

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

Op zoek naar industriële automatiseringsonderdelen? Wij kunnen helpen!