Drucksensoren in extremen Umgebungen mit hohen Temperaturen
Einige raue Industrieumgebungen haben einen weiten Bereich von Anforderungen an hohe TemperaturenDruck Transmitter, Daher ist die Forschung von Hochtemperatur-Drucksensoren auch ein wichtiges Thema. Derzeit, basieren die Mainstream-Hochtemperatur-Drucksensoren auf auf isolierendem Siliziummaterial. Dieses Material hat die Vorteile von hoher Temperaturbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, hoher Kosteneffizienz, aber es gibt auch Probleme wie schlechte Stabilität bei hohen Temperaturen und Selbsterwärmung. Siliziumkarbid (SiC), als neues hochtemperaturbeständiges Material, hat die Vorteile der hohen Wärmeleitfähigkeit von Säuren und Laugen Korrosionsbeständigkeit. Daher wurde ein piezoresistiver Drucksensor aus 4H- SiC entwickelt . Der Drucksensor kann stabile Messwerte im Bereich von -50 bis +300 ℃, ausgeben und in einer Umgebung stabil arbeiten saure Korrosion und Strahlung. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Graphen-Technologie, wurde ein Hochtemperatur-Drucksensor empfindliches Element aus Graphen-Material entworfen und mit MEMS-Technologie hergestellt. Der Sensor dieses empfindlichen Elements hat eine ausgezeichnete Leistung bei hohen Temperaturen, und die Empfindlichkeit ist viel höher als das der bisherigen Hochtemperatur MEMS Drucksensoren. Außerdem in einigen extremen Umgebungen, wie Hochtemperaturumgebungen, mit flüssigen Metallen Sensor's Messtemperaturbereich kann von Raumtemperatur bis hohe Temperaturen nahe bis 600 ℃ abgedeckt werden. Die Druckmessfähigkeit von konventionellen Produkte in dieser Umgebung ist stark begrenzt.
1.Druck Transmitter mit Selbstdiagnosefunktion
Da die moderne Industrie sich weiterhin in Richtung Digitalisierung und Automatisierung bewegt, steigt die Nachfrage nach Instrumentierung Intelligenz. Dies bedeutet, dass die Instrumentierung entwickelt werden muss Selbstdiagnosefähigkeit, die Qualität der Daten zu beurteilen und die erkannten Fehler zu korrigieren. Um die Entwurfsauswahl zu erfüllen und Systemzusammensetzung eines sicheren Instrumentierungssystems, ein funktionell sicherer Drucktransmitter wurde entworfen und entwickelt. Die Transmitterkomponenten dieses Drucks Transmitter sind mit einer dualen Funktion zur Diagnose von Fehlern im Differenzdrucktransmitter konstruiert und verfügen über einige Selbstdiagnosefähigkeiten. Durch Zusammenarbeit mit der sender hersteller, ein wichtiger fehlermodus des senders, medium flüssigkeitsleckage, wurde in realzeit von einem identifiziert und überwacht Diagnoseprogramm. Ein intelligenter Drucktransmitter konform mit funktionaler Sicherheit wird vorgeschlagen, einschließlich des Designs der Systemarchitektur, Integritätstests von Komponenten , und Selbstdiagnoseprogramm. Der intelligente Drucktransmitter erfüllt die funktionale Sicherheit und erkennt in Echtzeit, ob ein Systemfehler vorliegt im aktuellen Betriebsstatus und ob ein Modul-Funktionsausfall vorliegt, und den abnormalen Status in Echtzeit an die Sicherheit melden Das Steuerungssystem oder die Überwachung entsprechend eine rechtzeitige Sicherheitsreaktion um funktionale Sicherheit zu erreichen.
2. Druck Transmitter Temperaturkompensation Methode
Die hochpräzise standardisierte Ausgabe von Drucktransmittern war die heiße Richtung der Transmitterforschung. Für massenproduzierte Drucktransmitter, ist sie notwendig ihre internen Strukturparameter zu kalibrieren, um eine standardisierte linearisierte Ausgabe, zu erreichen, um die Anforderungen an Messgenauigkeit und Kommunikationsstandards zu erfüllen im industriellen Bereich. Unabhängig von welchem Prinzip der Drucksensor auf , basiert, wird die externe Umgebung einen Einfluss auf die haben Eigenschaften des Materials, was zu einem großen Fehler führt. Deshalb muss der Sender mit Temperaturkompensation kalibriert werden, bevor das Werk verlassen wird . Gegenwärtig haben Wissenschaftler im Inland und im Ausland umfangreiche Erforschung und Forschung zur Methode der Temperaturkompensation von Drucktransmittern durchgeführt. Die Forschung ist hauptsächlich in zwei Richtungen: Hardware Kompensation und Software Kompensation unterteilt.
Die Hardware-Kompensation wird hauptsächlich durch die Verbesserung der Messschaltung und des Designprozesses oder die Optimierung des Chipdesigns korrigiert. Ein passives Widerstandsnetzwerk Temperaturkompensationsmodell wird verwendet zur Kompensation der Temperatur des niedrigen Temperaturbereichs des Drucksensors, und die erhaltene Kompensationsgenauigkeit beträgt 2%. Hardware-Kompensationsmethoden umfassen in der Regel spezifisches Hardware-Design oder Optimierung für einen bestimmten Sensor. Aufgrund der Komplexität der Hardware-Kompensation Debugging, schlechte Verallgemeinerung , engineering applications bevorzugt die Software Vergütungsmethode zu verwenden.
