Pregled tehnologije – senzori tlaka

Keramički kapacitivni mjerni članak sastoji se od baze, dvaju kondenzatorskih slojeva, veziva od staklene frite i membrane.
Kondenzatorski slojevi na bazi i membrani slični su pločastom kondenzatoru i čine mjerni i referentni kondenzator. Kada se primijeni tlak, mijenja se udaljenost između membrane i baze, što mijenja kapacitet između elektroda. Ova promjena kapaciteta procjenjuje se, a zatim obradom pretvara u signal uobičajen u industriji.

Značajke:

• raspon tlaka od 100mbara do 600bara, vakuum do -1bara
• iznimno robusni s velikim nazivnim tlakom i tlakom rasprskavanja
• rad bez zanošenja > 100milijuna ciklusa tlačenja
• velika dugotrajna stabilnost i ponovljivost
• suhi mjerni članak bez punećeg medija

Prednosti:

• keramika ne stari i ne dolazi do njezina zamora (dugotrajna stabilnost)
• otpornost na vršne vrijednosti dinamičkog tlaka i kavitaciju
• minimalni utjecaj temperature na keramički mjerni članak
• velika kemijska otpornost
• protuelektroda (baza) podupire dijafragmu u slučaju predtlaka

Nedostatci:

• potrebna je elastomerna brtva – za plinove isključivo ispod 25bara
• konstrukcijski složeno postavljanje mjernog članka u senzor, stoga je potrebno veliko kućište i nastaju veći troškovi

U ovim mjernim člancima, tenzometri u obliku otpornika pričvršćeni su na stražnju stranu membrane od nehrđajućeg čelika i povezani su kao Wheatstonoeov most. To se može implementirati kao debeli sloj ili tanki film. Čim se mjerni članak stlači, membrana se deformira. Time se razmjerno mijenja izlazni signal premosnog sklopa, koji se zauzvrat mjeri elektronikom i pretvara u izlazni signal uobičajen u industriji.

Značajke:

• raspon tlaka od 6bara do 600bara
• prikladni za plin do 600bara
• velika dugotrajna stabilnost

Prednosti:

• mali; ključ veličine 19 ili 22mm
• postavljanje bez brtvljenja, mjerni članak zavaren je na procesni priključak
• velik tlak rasprskavanja
• povoljno za velike količine

Nedostatci:

• manji otpor na preopterećenje nego u slučaju keramičkih kapacitivnih mjernih članaka
  ⇒element za prigušivanje udara preporučuje se u slučaju primjena s dinamičkim tlakom i kavitacijom

Ovi mjerni članci iskorištavaju piezootporni efekt. Njime se opisuje promjena električnog otpora materijala zbog tlaka ili napetosti. Ta promjena otpora bilježi se premosnim sklopom i pretvara u izlazni signal koji je uobičajen u industriji. Piezootporni silikonski mjerni članak vezan je za tiskanu pločicu, obloženu u svrhu postizanja univerzalne otpornosti na medije (onečišćeni zrak, ulje, voda, rashladno sredstvo za podmazivanje itd.).

Značajke:

• prikladni za pneumatske senzore
• moguće mjerenje diferencijalnog tlaka

Prednosti:

• privlačne cijene
• mali senzorski element

Nedostatci:

• nisu otporni na agresivne medije bez dodatnog truda