압력 트랜스미터의 유형

압력 트랜스미터의 간단한 자기 소개

출력이 표준 신호인 압력 센서로서 압력 트랜스미터는 압력 변수를 받아들이고 이를 비례하여 표준 출력 신호로 변환하는 기기입니다. 로드셀 센서가 느끼는 가스, 액체 등의 물리적 압력 매개변수를 표준 전기 신호(예: 4-20mADC 등)로 변환하여 알람, 기록계, 조절기 등과 같은 보조 계측기를 제공할 수 있습니다. 측정 및 표시 및 프로세스 규제.

압력 트랜스미터의 분류

일반적으로 우리가 이야기하는 압력 트랜스미터는 다음과 같은 원리에 따라 구분됩니다.
고주파 측정을 위한 용량성 압력 트랜스미터, 저항성 압력 트랜스미터, 유도성 압력 트랜스미터, 반도체 압력 트랜스미터 및 압전 압력 트랜스미터. 그 중 저항성 압력 트랜스미터가 가장 많이 사용됩니다. 용량성 압력 트랜스미터는 Rosemount의 3051S 트랜스미터를 고급 제품의 대표자로 꼽습니다.

압력 트랜스미터는 압력에 민감한 부품에 따라 금속, 세라믹, 확산 실리콘, 단결정 실리콘, 사파이어, 스퍼터링 필름 등으로 나눌 수 있습니다.

• 금속 압력 트랜스미터는 정확도가 떨어지지만 온도 영향이 거의 없으며 온도 범위가 넓고 정확도 요구 사항이 낮은 지역에 적합합니다.
• 세라믹 압력 센서는 정확도가 더 높지만 온도의 영향을 더 많이 받습니다. 세라믹은 내충격성, 내식성 등의 장점도 있어 대응 분야에 활용이 가능하다.
• 확산 실리콘의 압력 전달 정확도는 매우 높고 온도 드리프트도 크기 때문에 일반적으로 사용하기 전에 온도 보상이 필요합니다. 또한, 온도 보상 후에도 125°C 이상의 압력은 측정할 수 없습니다. 그러나 상온에서 확산 실리콘의 감도 계수는 세라믹의 5배이므로 일반적으로 고정밀 측정 분야에서 사용됩니다.
• 단결정 실리콘 압력 트랜스미터는 산업 현장에서 가장 정확한 센서입니다. 확산 실리콘의 업그레이드 버전입니다. 물론 가격도 업그레이드됐다. 현재 단결정 실리콘 압력 분야에서는 일본의 요꼬가와(Yokogawa)가 대표적이다.
• 사파이어 압력 트랜스미터는 온도 변화에 민감하지 않으며 고온 조건에서도 작동 특성이 좋습니다. 사파이어는 매우 강한 방사선 저항성을 가지고 있습니다. pn 드리프트 없음; 최악의 작업 조건에서도 정상적으로 작동할 수 있으며 신뢰할 수 있는 고성능, 우수한 정확도, 최소 온도 오류 및 높은 전체 비용 성능을 제공합니다.
• 스퍼터링 박막 압력 트랜스미터에는 접착제가 포함되어 있지 않으며 끈적끈적한 스트레인 게이지 센서보다 더 높은 장기 안정성과 신뢰성을 보여줍니다. 온도의 영향을 덜 받습니다. 온도가 100℃ 변할 때 제로 드리프트는 0.5%에 불과합니다. 온도 성능은 확산 실리콘 압력 센서보다 훨씬 우수합니다. 또한 일반 부식성 매체와 직접 접촉할 수도 있습니다.

다양한 유형의 압력 트랜스미터의 원리

• 용량성 압력 트랜스미터의 원리.

압력이 측정 다이어프램 표면에 직접 작용하면 다이어프램이 약간 변형됩니다. 측정 다이어프램의 고정밀 회로는 이 작은 변형을 압력과 여기 전압에 비례하는 고도로 선형적인 전압으로 변환합니다. 신호를 보낸 다음 전용 칩을 사용하여 이 전압 신호를 업계 표준 4-20mA 전류 신호 또는 1-5V 전압 신호로 변환합니다.

• 확산 실리콘 압력 트랜스미터의 원리

측정된 매체의 압력은 센서의 다이어프램(보통 316L 다이어프램)에 직접 작용하여 다이어프램이 매체의 압력에 비례하여 미세 변위를 일으키고 센서의 저항값이 변경되어 이를 감지합니다. 휘트스톤 회로는 이 압력에 대응하는 표준 측정 신호를 변경하고 변환하여 출력합니다.

• 단결정 실리콘 압력 트랜스미터의 원리

압저항 압력 센서는 단결정 실리콘의 압저항 효과를 사용하여 구성됩니다. 단결정 실리콘 웨이퍼가 탄성 요소로 사용됩니다. 압력이 변하면 단결정 실리콘에 변형이 생기고, 그 위에 직접 확산된 변형 저항이 측정된 압력에 비례하는 변화를 일으키고, 이에 상응하는 전압 출력 신호가 브리지 회로에 의해 얻어집니다.

• 세라믹 압력 트랜스미터의 원리

압력은 세라믹 다이어프램의 전면에 직접 작용하여 다이어프램이 약간 변형됩니다. 세라믹 다이어프램 뒷면에 후막 저항기가 인쇄되어 있으며 배리스터의 압저항 효과로 인해 휘트스톤 브리지(폐쇄 브리지)에 연결되어 있으며, 브리지는 압력에 비례하고 여자 전압에 비례하는 고선형성의 전압 신호를 생성합니다. . 일반적으로 공기 압축기의 압력 측정에 사용되는 세라믹이 더 많이 사용됩니다.

• 스트레인 게이지 압력 트랜스미터의 원리

가장 일반적으로 사용되는 스트레인 게이지 압력 트랜스미터는 금속 저항 스트레인 게이지와 반도체 스트레인 게이지입니다. 금속 저항 스트레인 게이지는 테스트 피스의 스트레인 변화를 전기 신호로 변환하는 일종의 민감한 장치입니다. 와이어 스트레인 게이지와 금속 호일 스트레인 게이지의 두 가지 종류가 있습니다. 일반적으로 스트레인 게이지는 특수 접착제를 통해 기계적 스트레인 매트릭스에 단단히 접착됩니다. 매트릭스가 응력 변화를 받으면 저항 스트레인 게이지도 변형되어 스트레인 게이지의 저항 값이 변경되어 저항기에 적용되는 전압이 변경됩니다. 스트레인 게이지 압력 트랜스미터는 시장에서 상대적으로 드뭅니다.

• 사파이어 압력 트랜스미터

사파이어 압력 트랜스미터는 변형 저항 작동 원리를 사용하고 고정밀 실리콘-사파이어 감지 구성 요소를 채택하고 전용 증폭기 회로를 통해 압력 신호를 표준 전기 신호로 변환합니다.

• 스퍼터링 필름 압력 트랜스미터

스퍼터링 압력 감지 요소는 마이크로 전자 공학 기술로 제조되어 탄성 스테인리스 스틸 다이어프램 표면에 견고하고 안정적인 휘트스톤 브리지를 형성합니다. 측정된 매체의 압력이 탄성 스테인리스 스틸 다이어프램에 작용하면 반대편의 휘트스톤 브리지가 압력에 비례하는 전기 출력 신호를 생성합니다. 우수한 내충격성으로 인해 스퍼터링 필름은 유압 장비와 같이 압력 충격이 자주 발생하는 경우에 자주 사용됩니다.

압력 트랜스미터 선정 시 주의사항

• 트랜스미터 압력 범위 값 선택:

먼저 시스템에서 측정된 압력의 최대값을 결정합니다. 일반적으로 최대값보다 약 1.5배 큰 압력 범위를 갖는 트랜스미터를 선택하거나 압력 트랜스미터에 정상 압력 범위가 떨어지도록 해야 합니다. 정상 범위의 1/3~2/3도 일반적인 방법이다.

• 어떤 종류의 압력 매체:

점성 액체와 진흙은 압력 포트를 막습니다. 용매나 부식성 물질이 이러한 매체와 직접 접촉하는 송신기의 재료를 파괴합니까?
매체와 접촉하는 일반적인 압력 트랜스미터의 재질은 316 스테인리스 스틸입니다. 매체가 316 스테인리스 스틸을 부식시키지 않는 경우 기본적으로 모든 압력 트랜스미터는 매체의 압력을 측정하는 데 적합합니다.
매체가 316 스테인리스 스틸을 부식시키는 경우 화학적 밀봉을 사용해야 하며 간접 측정을 사용해야 합니다. 실리콘 오일을 채운 모세관을 사용하여 압력을 유도하면 압력 송신기의 부식을 방지하고 압력 송신기의 수명을 연장할 수 있습니다.

• 송신기에 필요한 정확도:

정확도는 비선형성, 히스테리시스, 비반복성, 온도, 제로 오프셋 스케일 및 온도에 따라 결정됩니다. 정확도가 높을수록 가격이 높아집니다. 일반적으로 확산형 실리콘 압력 트랜스미터의 정확도는 0.5 또는 0.25이고 용량성 또는 단결정 실리콘 압력 트랜스미터의 정확도는 0.1 또는 0.075입니다.

• 트랜스미터의 프로세스 연결:

일반적으로 압력 트랜스미터는 파이프나 탱크에 설치됩니다. 물론 그 중 일부는 유량계와 함께 설치되어 사용됩니다. 일반적으로 압력 트랜스미터에는 스레드, 플랜지, 클램프의 세 가지 설치 형태가 있습니다. 따라서 압력 트랜스미터를 선택하기 전에 프로세스 연결도 고려해야 합니다. 나사산인 경우 나사 사양을 결정해야 합니다. 플랜지의 경우 공칭 직경의 플랜지 사양을 고려해야 합니다.

압력 트랜스미터 산업 소개

전 세계 약 40개국이 센서 연구 및 생산에 참여하고 있으며, 그 중 미국, 일본, 독일이 센서 생산량이 가장 많은 지역입니다. 이들 3개국이 세계 센서 시장의 50% 이상을 차지하고 있다.

현재 우리나라의 압력 트랜스미터 시장은 시장 집중도가 높은 성숙한 시장입니다. 그러나 지배적 위치는 Emerson, Yokogawa, Siemens 등으로 대표되는 해외 국가입니다. 브랜드 제품은 시장 점유율의 약 70%를 차지하며 중대형 엔지니어링 프로젝트에서 절대적인 이점을 가지고 있습니다.

이는 우리나라가 '기술 시장' 전략을 조기에 채택한 데 따른 후유증으로, 이는 우리나라 국영 기업에 큰 타격을 주고 한때 실패 상태에 있었지만 동시에 일부 제조업체를 대표하는 중국 민간기업이 조용히 나타나 더욱 강해집니다. 중국의 미래 압력 트랜스미터 시장은 새로운 미지수로 가득 차 있습니다.