Bộ truyền áp suất silicon đơn tinh thể là cảm biến áp suất dựa trên chip silicon đơn tinh thể, được sản xuất bằng công nghệ MEMS của Đức và mô-đun cảm biến được hàn hoàn toàn-. Nó chuyển đổi sự thay đổi áp suất thành tín hiệu điện tiêu chuẩn như HART 4-20mA thông qua hiệu ứng áp điện và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hóa dầu, dược phẩm và hàng không vũ trụ để đo áp suất, mức và mật độ của chất lỏng, khí hoặc hơi.
Cốt lõi của thiết bị này là cảm biến áp điện silicon đơn tinh thể, tích hợp bù nhiệt độ và cấu trúc màng ngăn bảo vệ quá tải kép, mang lại khả năng chống nhiễu điện từ. Bằng cách sử dụng vật liệu silicon đơn tinh thể nano và thiết kế treo chùm tia kép-có độ tinh khiết cao, nó đạt được độ chính xác 0,075%FS, tỷ lệ phạm vi tối đa là 200:1, hỗ trợ hoạt động trong phạm vi nhiệt độ rộng (-40~120 độ) và xếp hạng bảo vệ IP66/IP67. Với giao thức HART tích hợp sẵn, nó có thể được sử dụng để cài đặt tham số và liên lạc qua HART375 và các thiết bị khác, khiến nó phù hợp với các môi trường công nghiệp phức tạp như các ứng dụng vệ sinh và chống cháy nổ.
Nguyên tắc làm việc
Mô-đun cảm biến sử dụng tất cả-công nghệ hàn và bên trong có chứa một màng chống quá tải tích hợp, cảm biến áp suất và cảm biến nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ đóng vai trò là giá trị tham chiếu để bù nhiệt độ. Phía áp suất dương của cảm biến áp suất được kết nối với buồng áp suất-cao của vỏ màng cảm biến và phía áp suất âm được kết nối với buồng áp suất-thấp. Áp suất được truyền qua màng cách ly và chất lỏng làm đầy đến chip silicon bên trong cảm biến, gây ra sự thay đổi điện trở của chip cảm biến áp suất, từ đó dẫn đến thay đổi điện áp đầu ra của hệ thống phát hiện. Điện áp đầu ra này tỷ lệ thuận với sự thay đổi áp suất và sau đó được bộ chuyển đổi và bộ khuếch đại chuyển đổi thành đầu ra tín hiệu tiêu chuẩn.
Nguyên tắc làm việc củaMCảm biến áp suất áp điện silicon đơn tinh thể
Cảm biến áp suất áp điện sử dụng hiệu ứng áp điện của silicon đơn tinh thể. Một tấm wafer silicon đơn tinh thể được sử dụng làm phần tử đàn hồi. Sử dụng công nghệ mạch tích hợp, một bộ điện trở tương đương được khuếch tán theo một hướng cụ thể trên màng silicon đơn tinh thể và được kết nối trong mạch cầu. Tấm wafer silicon đơn tinh thể được đặt bên trong khoang cảm biến. Khi áp suất thay đổi, silicon đơn tinh thể chịu biến dạng, làm cho điện trở biến dạng khuếch tán trực tiếp trên nó thay đổi tỷ lệ thuận với áp suất đo được. Tín hiệu đầu ra điện áp tương ứng sau đó được mạch cầu thu được.
Cấu trúc của cảm biến áp suất silicon đơn tinh thể: Các thành phần chính là hai màng ngăn quá trình, một cảm biến silicon ở giữa, làm đầy dầu và các kết nối quá trình.
Chức năng
Bộ truyền áp suất/vi sai áp suất silicon đơn tinh thể được sử dụng để đo mức, mật độ và áp suất của chất lỏng, khí hoặc hơi, sau đó chuyển đổi chúng thành đầu ra tín hiệu dòng HART 4-20mA. Họ cũng có thể giao tiếp với Modem HART375 hoặc BST để cài đặt tham số và điều khiển quá trình. Sự khác biệt giữa chúng và các máy phát áp suất truyền thống là chúng sử dụng silicon đơn tinh thể nano làm vật liệu cảm biến.
Khắc phục sự cố
Kiểm tra bộ phận đo lường máy phát
1. Tháo mặt bích và kiểm tra màng ngăn của bộ phận nhạy cảm xem có bị biến dạng, hư hỏng hoặc rò rỉ dầu hay không.
2. Tháo tấm bù mà không tháo bộ phận nhạy cảm và kiểm tra điện trở cách điện của các chân với vỏ. Dưới điện áp không quá 100V, điện trở cách điện không được nhỏ hơn 100MΩ.
Kết nối mạch và cung cấp không khí. Khi tín hiệu áp suất ở giới hạn trên của phạm vi, hãy tắt nguồn cấp khí. Điện áp đầu ra và số đọc phải duy trì ổn định. Nếu điện áp đầu ra giảm xuống, điều đó cho thấy có rò rỉ trong máy phát. Chỗ rò rỉ có thể được xác định bằng nước xà phòng.
Kiểm tra mạch
1. Kết nối nguồn điện và kiểm tra trạng thái tín hiệu điện áp ở đầu ra máy phát. Nếu không có điện áp đầu ra, trước tiên hãy kiểm tra xem điện áp nguồn có bình thường và đáp ứng yêu cầu nguồn điện hay không; kiểm tra lỗi nối dây giữa nguồn điện, máy phát và thiết bị tải. Không có điện áp tại các cực của máy phát hoặc đảo cực có thể gây ra không có tín hiệu điện áp đầu ra. Sau khi loại trừ các nguyên nhân này, tiến hành kiểm tra thêm xem các linh kiện trong mạch board khuếch đại có bị hỏng không; kiểm tra tiếp xúc kém trong các đầu nối bảng mạch. Điểm lỗi có thể được xác định bằng cách so sánh điện áp đo được của thiết bị bình thường với điện áp đo được tương ứng của thiết bị bị lỗi. Nếu cần, hãy thay thế bo mạch khuếch đại bị lỗi. Khi kiểm tra các bộ phát loại luồng-, cần đặc biệt chú ý đến việc thực hiện các biện pháp chống-tĩnh điện cho bảng khuếch đại loại J-.
2. Kết nối nguồn điện. Sau khi đưa ra tín hiệu áp suất đầu vào, nếu đầu ra máy phát quá cao (lớn hơn 10VDC) hoặc quá thấp (nhỏ hơn 2.0VDC) và không có phản hồi khi thay đổi tín hiệu áp suất đầu vào hoặc điều chỉnh các vít điểm và phạm vi 0 thì đầu ra máy phát bị lỗi. Đối với loại lỗi này, ngoài việc kiểm tra sự bất thường ở các bộ phận nhạy cảm của bộ phận đo của máy phát, cần kiểm tra “mạch điều khiển dao động” trên bảng khuếch đại của máy phát xem có hoạt động tốt không. Điện áp đỉnh thông thường giữa các máy biến áp tần số cao-tần số T1-12 phải là 25~35VP-P; tần số khoảng 32kHz. Tiếp theo, kiểm tra trạng thái hoạt động của từng bộ khuếch đại hoạt động trên bảng khuếch đại; kiểm tra xem các bộ phận có bị hư hỏng không, v.v. Loại lỗi này cần phải thay thế bo mạch khuếch đại.
-Khắc phục sự cố tại chỗ
1. Các thành phần chính bị chặn hoặc cài đặt không chính xác; vòi áp lực không được đặt đúng vị trí.
2. Đường ống lấy áp bị rò rỉ hoặc bị tắc; khí dư hoặc chất lỏng còn sót lại trong đường sạc; cặn tồn tại trong mặt bích quy trình máy phát, tạo ra vùng chết đo lường.
3. Đấu dây máy phát không chính xác; điện áp nguồn quá cao hoặc quá thấp; tiếp xúc kém tại điểm kết nối giữa đầu chỉ thị và thiết bị đầu cuối của thiết bị.
4. Lắp đặt không đúng yêu cầu kỹ thuật; phương pháp lắp đặt và môi trường hiện trường không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
