წნევის გადამცემების ტიპები

წნევის გადამცემის მარტივი თვითშეყვანა

როგორც წნევის სენსორი, რომლის გამომავალი სიგნალი სტანდარტული სიგნალია, წნევის გადამცემი არის ინსტრუმენტი, რომელიც იღებს წნევის ცვლადს და პროპორციულად გარდაქმნის მას სტანდარტულ გამომავალ სიგნალად. მას შეუძლია დატვირთვის უჯრედის სენსორის მიერ აღქმული აირის, სითხის და ა.შ. ფიზიკური წნევის პარამეტრები გარდაქმნას სტანდარტულ ელექტრულ სიგნალებად (მაგალითად, 4-20mADC და ა.შ.), რათა უზრუნველყოს მეორადი ინსტრუმენტები, როგორიცაა საჩვენებელი სიგნალიზაცია, ჩამწერი, რეგულატორი და ა.შ. გაზომვისა და ინდიკაციისთვის და პროცესის რეგულირებისთვის.

წნევის გადამცემების კლასიფიკაცია

როგორც წესი, წნევის გადამცემები, რომლებზეც ჩვენ ვსაუბრობთ, პრინციპის მიხედვით იყოფა:
მაღალი სიხშირის გაზომვისთვის გამოიყენება ტევადობითი წნევის გადამცემები, რეზისტენტული წნევის გადამცემები, ინდუქციური წნევის გადამცემები, ნახევარგამტარული წნევის გადამცემები და პიეზოელექტრული წნევის გადამცემები. მათ შორის ყველაზე ხშირად გამოიყენება რეზისტენტული წნევის გადამცემები. ტევადობითი წნევის გადამცემი Rosemount-ის 3051S გადამცემს მაღალი კლასის პროდუქტების წარმომადგენლად მიიჩნევს.

წნევის გადამცემები წნევისადმი მგრძნობიარე კომპონენტების მიხედვით შეიძლება დაიყოს ლითონის, კერამიკის, დიფუზური სილიციუმის, მონოკრისტალური სილიციუმის, საფირონის, გაფრქვეული აპკის და ა.შ.

• ლითონის წნევის გადამცემს აქვს დაბალი სიზუსტე, მაგრამ მცირე გავლენა აქვს ტემპერატურაზე და შესაფერისია ფართო ტემპერატურის დიაპაზონისა და დაბალი სიზუსტის მოთხოვნების მქონე ოთახებისთვის.
• კერამიკული წნევის სენსორებს უკეთესი სიზუსტე აქვთ, მაგრამ ტემპერატურა უფრო მეტად მოქმედებს მათზე. კერამიკას ასევე აქვს დარტყმისადმი მდგრადობისა და კოროზიისადმი მდგრადობის უპირატესობა, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია რეაგირების სფეროში.
• დიფუზური სილიციუმის წნევის გადაცემის სიზუსტე ძალიან მაღალია და ტემპერატურის დრიფტიც დიდია, ამიტომ მისი გამოყენებამდე, როგორც წესი, საჭიროა ტემპერატურის კომპენსაცია. უფრო მეტიც, ტემპერატურის კომპენსაციის შემდეგაც კი, 125°C-ზე მეტი წნევის გაზომვა შეუძლებელია. თუმცა, ოთახის ტემპერატურაზე, დიფუზური სილიციუმის მგრძნობელობის კოეფიციენტი 5-ჯერ მეტია კერამიკის მგრძნობელობაზე, ამიტომ ის, როგორც წესი, გამოიყენება მაღალი სიზუსტის გაზომვების სფეროში.
• ერთკრისტალური სილიციუმის წნევის გადამცემი სამრეწველო პრაქტიკაში ყველაზე ზუსტი სენსორია. ის დიფუზური სილიციუმის გაუმჯობესებული ვერსიაა. რა თქმა უნდა, ფასიც გაუმჯობესებულია. ამჟამად, იაპონიის კომპანია „იოკოგავა“ მონოკრისტალური სილიციუმის წნევის სფეროში წარმომადგენელია.
• საფირონის წნევის გადამცემი არ არის მგრძნობიარე ტემპერატურის ცვლილებების მიმართ და აქვს კარგი სამუშაო მახასიათებლები მაღალი ტემპერატურის პირობებშიც კი; საფირონს აქვს უკიდურესად ძლიერი რადიაციული წინააღმდეგობა; არ აქვს pn დრიფტი; მას შეუძლია ნორმალურად იმუშაოს ყველაზე ცუდ სამუშაო პირობებშიც და საიმედოა. მაღალი შესრულება, კარგი სიზუსტე, მინიმალური ტემპერატურული შეცდომა და მაღალი საერთო ღირებულება.
• გაფრქვეული თხელი ფირის წნევის გადამცემი არ შეიცავს წებოვან ნივთიერებას და წებოვანი დეფორმაციის საზომი სენსორთან შედარებით უფრო მაღალ გრძელვადიან სტაბილურობასა და საიმედოობას ავლენს; ტემპერატურა მასზე ნაკლებად მოქმედებს: როდესაც ტემპერატურა 100 ℃-ით იცვლება, ნულის დრიფტი მხოლოდ 0.5%-ია. მისი ტემპერატურული მახასიათებლები გაცილებით აღემატება დიფუზიური სილიკონის წნევის სენსორს; გარდა ამისა, მას შეუძლია პირდაპირი კონტაქტი ჰქონდეს ზოგადად კოროზიულ გარემოსთან.

სხვადასხვა ტიპის წნევის გადამცემების პრინციპები

• ტევადობის წნევის გადამცემის პრინციპი.

როდესაც წნევა პირდაპირ მოქმედებს საზომი დიაფრაგმის ზედაპირზე, დიაფრაგმა წარმოქმნის მცირე დეფორმაციას. საზომი დიაფრაგმის მაღალი სიზუსტის სქემა გარდაქმნის ამ მცირე დეფორმაციას წნევის პროპორციული და აგზნების ძაბვის პროპორციული მაღალწრფივ ძაბვად. გადაეცით სიგნალი და შემდეგ გამოიყენეთ სპეციალური ჩიპი, რათა გარდაქმნათ ეს ძაბვის სიგნალი ინდუსტრიის სტანდარტულ 4-20mA დენის სიგნალად ან 1-5V ძაბვის სიგნალად.

• დიფუზური სილიკონის წნევის გადამცემის პრინციპი

გაზომილი გარემოს წნევა პირდაპირ მოქმედებს სენსორის დიაფრაგმაზე (ჩვეულებრივ, 316L დიაფრაგმა), რაც იწვევს დიაფრაგმის მიერ გარემოს წნევის პროპორციული მიკროგადაადგილების წარმოქმნას, სენსორის წინააღმდეგობის მნიშვნელობის შეცვლას და მის აღმოჩენას Wheatstone-ის სქემით. ეს ცვლილება გარდაქმნის და გამოაქვს ამ წნევის შესაბამისი სტანდარტული საზომი სიგნალი.

• მონოკრისტალური სილიციუმის წნევის გადამცემის პრინციპი

პიეზორეზისტული წნევის სენსორები აგებულია ერთკრისტალური სილიციუმის პიეზორეზისტული ეფექტის გამოყენებით. ერთკრისტალური სილიციუმის ვაფლი გამოიყენება ელასტიური ელემენტის სახით. როდესაც წნევა იცვლება, ერთკრისტალური სილიციუმი წარმოქმნის დეფორმაციას, ისე, რომ მასზე პირდაპირ გაფანტული დეფორმაციის წინააღმდეგობა წარმოქმნის ცვლილებას გაზომილი წნევის პროპორციულად, რის შემდეგაც შესაბამისი ძაბვის გამომავალი სიგნალი მიიღება ხიდის წრედით.

• კერამიკული წნევის გადამცემის პრინციპი

წნევა პირდაპირ მოქმედებს კერამიკული დიაფრაგმის წინა ზედაპირზე, რაც იწვევს დიაფრაგმის მცირე დეფორმაციას. სქელი ფირის რეზისტორი დაბეჭდილია კერამიკული დიაფრაგმის უკანა მხარეს და დაკავშირებულია უიტსტონის ხიდთან (დახურული ხიდი) ვარისტორის პიეზორეზისტული ეფექტის გამო. ხიდი წარმოქმნის მაღალწრფივ ძაბვის სიგნალს, რომელიც პროპორციულია წნევისა და პროპორციულია აგზნების ძაბვისა. ზოგადად, ჰაერის კომპრესორების წნევის გასაზომად გამოიყენება უფრო მეტი კერამიკა.

• დეფორმაციის საზომი წნევის გადამცემის პრინციპი

ყველაზე ხშირად გამოყენებული დეფორმაციის საზომი წნევის გადამცემებია ლითონის წინაღობის დეფორმაციის საზომები და ნახევარგამტარული დეფორმაციის საზომები. ლითონის წინაღობის დეფორმაციის საზომი არის მგრძნობიარე მოწყობილობის სახეობა, რომელიც საცდელ ნაწილზე დეფორმაციის ცვლილებას ელექტრულ სიგნალად გარდაქმნის. არსებობს მავთულის დეფორმაციის საზომი და ლითონის ფოლგის დეფორმაციის საზომი ორი სახის. როგორც წესი, დეფორმაციის საზომი მჭიდროდ არის მიმაგრებული მექანიკურ დეფორმაციის მატრიცაზე სპეციალური წებოვანი ნივთიერების საშუალებით. როდესაც მატრიცა ექვემდებარება დაძაბულობის ცვლილებას, წინააღმდეგობის დეფორმაციის საზომიც დეფორმირდება, რის შედეგადაც დეფორმაციის საზომის წინაღობის მნიშვნელობა იცვლება, რის შედეგადაც რეზისტორზე მიწოდებული ძაბვა იცვლება. დეფორმაციის საზომი წნევის გადამცემები ბაზარზე შედარებით იშვიათია.

• საფირონის წნევის გადამცემი

საფირონის წნევის გადამცემი იყენებს დეფორმაციის წინააღმდეგობის მუშაობის პრინციპს, იყენებს მაღალი სიზუსტის სილიციუმ-საფირონის მიმართ მგრძნობიარე კომპონენტებს და წნევის სიგნალს სტანდარტულ ელექტრულ სიგნალად გარდაქმნის სპეციალური გამაძლიერებელი წრედის მეშვეობით.

• გაფრქვევის ფირის წნევის გადამცემი

მიკროელექტრონული ტექნოლოგიით დამზადებული გაფრქვევის წნევისადმი მგრძნობიარე ელემენტი ქმნის მყარ და სტაბილურ უიტსტონის ხიდს ელასტიური უჟანგავი ფოლადის დიაფრაგმის ზედაპირზე. როდესაც გაზომილი გარემოს წნევა მოქმედებს ელასტიურ უჟანგავი ფოლადის დიაფრაგმაზე, მეორე მხარეს მდებარე უიტსტონის ხიდი წარმოქმნის წნევის პროპორციულ ელექტრულ გამომავალ სიგნალს. კარგი დარტყმისადმი მდგრადობის გამო, გაფრქვეული ფირები ხშირად გამოიყენება ხშირი წნევის ზემოქმედების შემთხვევებში, როგორიცაა ჰიდრავლიკური აღჭურვილობა.

წნევის გადამცემის შერჩევის სიფრთხილის ზომები

• გადამცემის წნევის დიაპაზონის მნიშვნელობის შერჩევა:

პირველ რიგში, სისტემაში გაზომილი წნევის მაქსიმალური მნიშვნელობა განსაზღვრეთ. ზოგადად, თქვენ უნდა აირჩიოთ გადამცემი, რომლის წნევის დიაპაზონი დაახლოებით 1.5-ჯერ აღემატება მაქსიმალურ მნიშვნელობას, ან ნორმალური წნევის დიაპაზონი წნევის გადამცემზე დაუშვათ. ნორმალური დიაპაზონის 1/3~2/3 ასევე გავრცელებული მეთოდია.

• რა სახის წნევის საშუალებაა:

ბლანტი სითხეები და ტალახი დაბლოკავს წნევის პორტებს. გამხსნელები ან კოროზიული ნივთიერებები გაანადგურებენ გადამცემში არსებულ მასალებს, რომლებიც ამ საშუალებებთან პირდაპირ კონტაქტში არიან.
გარემოსთან შეხებაში მყოფი ზოგადი წნევის გადამცემის მასალაა 316 უჟანგავი ფოლადი. თუ გარემო არ არის კოროზიული 316 უჟანგავი ფოლადის მიმართ, მაშინ ძირითადად ყველა წნევის გადამცემი გამოდგება გარემოს წნევის გასაზომად;
თუ გარემო კოროზიულია 316 უჟანგავი ფოლადის მიმართ, უნდა იქნას გამოყენებული ქიმიური დალუქვა და არაპირდაპირი გაზომვა. თუ წნევის სამართავად გამოიყენება სილიკონის ზეთით სავსე კაპილარული მილი, ამან შეიძლება თავიდან აიცილოს წნევის გადამცემის კოროზია და გაახანგრძლივოს მისი სიცოცხლის ხანგრძლივობა.

• გადამცემს სჭირდება სიზუსტე:

სიზუსტე განისაზღვრება: არაწრფივობით, ჰისტერეზისით, არაგანმეორებადობით, ტემპერატურით, ნულოვანი ოფსეტის შკალით და ტემპერატურით. რაც უფრო მაღალია სიზუსტე, მით უფრო მაღალია ფასი. ზოგადად, დიფუზური სილიციუმის წნევის გადამცემის სიზუსტეა 0.5 ან 0.25, ხოლო ტევადობის ან მონოკრისტალური სილიციუმის წნევის გადამცემის სიზუსტეა 0.1 ან თუნდაც 0.075.

• გადამცემის შეერთების პროცესი:

როგორც წესი, წნევის გადამცემები დამონტაჟებულია მილებზე ან ავზებზე. რა თქმა უნდა, მათი მცირე ნაწილი დამონტაჟებულია და გამოიყენება ნაკადის მრიცხველებთან ერთად. წნევის გადამცემების, როგორც წესი, ინსტალაციის სამი ფორმა არსებობს: ხრახნიანი, ფლანგი და დამჭერი. ამიტომ, წნევის გადამცემის შერჩევამდე, ასევე უნდა იქნას გათვალისწინებული ტექნოლოგიური შეერთება. თუ ის ხრახნიანია, აუცილებელია ხრახნიანი სპეციფიკაციის დადგენა. ფლანგების შემთხვევაში, აუცილებელია ნომინალური დიამეტრის ფლანგის სპეციფიკაციების გათვალისწინება.

წნევის გადამცემი ინდუსტრიის შესავალი

მსოფლიოს დაახლოებით 40 ქვეყანაა ჩართული სენსორების კვლევასა და წარმოებაში, რომელთაგან შეერთებული შტატები, იაპონია და გერმანია სენსორების წარმოების ყველაზე დიდი რეგიონებია. სამივე ქვეყანა ერთად მსოფლიო სენსორების ბაზრის 50%-ზე მეტს შეადგენს.

დღესდღეობით, ჩემს ქვეყანაში წნევის გადამცემების ბაზარი განვითარებული ბაზარია მაღალი კონცენტრაციით. თუმცა, დომინანტურ პოზიციას უცხო ქვეყნები იკავებენ, რომლებსაც წარმოადგენენ Emerson, Yokogawa, Siemens და სხვა. ბრენდირებული პროდუქცია ბაზრის დაახლოებით 70%-ს შეადგენს და აბსოლუტური უპირატესობა აქვთ დიდ და საშუალო ზომის საინჟინრო პროექტებში.

ეს გამოწვეულია ჩემი ქვეყნის მიერ „ტექნოლოგიების ბაზრის“ სტრატეგიის ადრეული დანერგვის შედეგებით, რამაც დიდი დარტყმა მიაყენა ჩემი ქვეყნის სახელმწიფო საწარმოებს და ერთხელ გაკოტრების მდგომარეობაში იყო, მაგრამ ამავდროულად, ზოგიერთი მწარმოებელი, რომლებიც წარმოდგენილია ჩინეთის კერძო საწარმოებით, ჩუმად ჩნდებიან და ძლიერდებიან. ჩინეთის მომავალი წნევის გადამცემების ბაზარი სავსეა ახალი უცნობი ფაქტორებით.