Invoering
In het vorige artikel hebben we de classificatie van druksensoren op basis van meetreferentie gedetailleerd beschreven, inclusief absolute druksensoren, manometerdruksensoren en drukverschilsensoren. We hebben hun werkingsprincipes, toepassingsscenario's en belangrijke selectiefactoren onderzocht en zo de basis gelegd voor het kiezen van de juiste druksensor. Als je het vorige deel nog niet hebt gelezen, dan kan datklik hierom het te lezen. Naast meetreferentie kunnen druksensoren echter ook op technologie worden geclassificeerd. Het begrijpen van verschillende soorten druksensoren per technologie kan ons helpen de meest geschikte en best presterende sensor voor specifieke toepassingen te vinden.
Het kiezen van druksensoren op basis van technologie is van cruciaal belang omdat verschillende technologieën aanzienlijke verschillen hebben in meetprincipes, nauwkeurigheid, responstijd, temperatuurstabiliteit en meer. Of het nu gaat om industriële automatisering, medische apparatuur, ruimtevaart of milieumonitoring, het selecteren van het juiste type druksensor kan de betrouwbaarheid en efficiëntie van het systeem aanzienlijk verbeteren. Daarom zal dit artikel dieper ingaan op de werkingsprincipes, toepassingsscenario's en voor- en nadelen van piëzoresistieve, capacitieve, piëzo-elektrische, inductieve en glasvezeldruksensoren, zodat u de best geïnformeerde keuze kunt maken uit de vele opties.
Piëzoresistieve druksensoren
Definitie en werkingsprincipe
Piëzoresistieve druksensoren meten de druk door veranderingen in de weerstand veroorzaakt door uitgeoefende druk. Het werkingsprincipe is gebaseerd op depiëzoresistief effect, waarbij de weerstand van een materiaal verandert wanneer het mechanische vervorming ondergaat (zoals druk). Typisch zijn piëzoresistieve druksensoren gemaakt van silicium-, keramiek- of metaalfilms. Wanneer er druk wordt uitgeoefend op deze materialen, worden hun weerstandsveranderingen omgezet in elektrische signalen.
Toepassingsscenario's
Piëzoresistieve druksensoren worden veel gebruikt in verschillende industriële domeinen, zoals de automobielsector, medische apparatuur, huishoudelijke apparaten en industriële automatisering. In de auto-industrie meten ze de motoroliedruk en bandenspanning. In medische apparaten worden ze gebruikt om de bloeddruk en de druk van het ademhalingssysteem te meten. In de industriële automatisering bewaken piëzoresistieve sensoren de druk in hydraulische en pneumatische systemen.
De piëzoresistieve druksensoren uit de XDB-serie, zoals deXDB315EnXDB308serie, breiden de mogelijkheden van deze toepassingen verder uit. De druktransmitters uit de XDB315-serie maken gebruik van zeer nauwkeurige en zeer stabiele sanitaire membranen van diffuus silicium vlakfilm, met antiblokkeerfuncties, langdurige betrouwbaarheid en hoge nauwkeurigheid, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor industrieën met hoge sanitaire eisen, zoals de voedingsmiddelen- en farmaceutische producten. De druktransmitters uit de XDB308-serie, met geavanceerde piëzoresistieve sensortechnologie en verschillende signaaluitvoeropties, bieden uitstekende stabiliteit op lange termijn, geschikt voor verschillende media en omgevingen die compatibel zijn met SS316L.
Voordelen en nadelen
Piëzoresistieve druksensoren bieden een hoge nauwkeurigheid, goede lineariteit en snelle responstijd. Bovendien zijn ze doorgaans klein van formaat en geschikt voor toepassingen met beperkte ruimte. Deze sensoren hebben echter ook enkele nadelen, zoals de gevoeligheid voor temperatuurveranderingen, waarvoor mogelijk temperatuurcompensatie nodig is. Bovendien is hun stabiliteit op lange termijn in hogedruktoepassingen mogelijk niet zo goed als die van andere typen sensoren.
Capacitieve druksensoren
Definitie en werkingsprincipe
Capacitieve druksensoren detecteren druk door veranderingen in de capaciteit te meten die worden veroorzaakt door uitgeoefende druk. Deze sensoren bestaan doorgaans uit twee parallelle elektrodeplaten. Wanneer er druk wordt uitgeoefend, verandert de afstand tussen deze platen, wat resulteert in een verandering in de capaciteit. De capaciteitsverandering wordt vervolgens omgezet in leesbare elektrische signalen.
Toepassingsscenario's
Capacitieve druksensoren worden veel gebruikt in vloeistofniveaumetingen, gasdetectie en vacuümsystemen. Bij vloeistofniveaumeting bepalen ze het niveau door veranderingen in de vloeistofhoogte te meten. Bij gasdetectie meten ze de gasdruk en -stroom. In vacuümsystemen bewaken ze interne drukveranderingen.
De capacitieve druk-/verschildruktransmitters uit de XDB602-serie, met modulair microprocessorontwerp en geavanceerde digitale isolatietechnologie, zorgen voor uitzonderlijke stabiliteit en weerstand tegen interferentie. Ingebouwde temperatuursensoren verbeteren de meetnauwkeurigheid en verminderen het temperatuurverschil, samen met robuuste zelfdiagnosemogelijkheden, waardoor ze ideaal zijn voor uiterst nauwkeurige toepassingen in industriële automatisering en procescontrole.
Voordelen en nadelen
Capacitieve druksensoren bieden een hoge gevoeligheid, een laag stroomverbruik en een goede temperatuurstabiliteit. Bovendien zorgt hun eenvoudige structuur ervoor dat ze een lange levensduur hebben. Ze zijn echter gevoelig voor veranderingen in de vochtigheid en vereisen mogelijk extra bescherming in omgevingen met een hoge luchtvochtigheid. Bovendien presteren capacitieve sensoren mogelijk niet goed in hogedruktoepassingen.
Piëzo-elektrische druksensoren
Definitie en werkingsprincipe
Piëzo-elektrische druksensoren meten de druk met behulp van het piëzo-elektrische effect, waarbij bepaalde kristallijne materialen elektrische ladingen genereren wanneer ze worden blootgesteld aan mechanische druk. Deze materialen omvatten doorgaans kwarts, bariumtitanaat en piëzo-elektrische keramiek. Wanneer er druk wordt uitgeoefend, produceren ze elektrische signalen die evenredig zijn aan de uitgeoefende druk.
Toepassingsscenario's
Piëzo-elektrische druksensoren worden veel gebruikt in de dynamische sectordrukmeting, zoals impacttesten, explosieonderzoek en trillingsmetingen. In de lucht- en ruimtevaart- en auto-industrie meten ze de verbrandingsdruk en schokgolven van motoren. In de industriële automatisering monitoren ze trillingen en mechanische belasting.
Voordelen en nadelen
Piëzo-elektrische druksensoren bieden een hoogfrequente respons, goede dynamische prestaties en een hoge gevoeligheid, waardoor ze geschikt zijn voor het meten van snel veranderende drukken. Ze kunnen echter niet worden gebruikt voor het meten van statische druk, omdat ze in de loop van de tijd geen lading kunnen behouden. Ze zijn ook gevoelig voor temperatuurveranderingen en vereisen mogelijk temperatuurcompensatie.
Inductieve druksensoren
Definitie en werkingsprincipe
Inductieve druksensoren detecteren druk door veranderingen in inductantie te meten die worden veroorzaakt door uitgeoefende druk. Deze sensoren bestaan doorgaans uit een inductieve spoel en een beweegbare kern. Wanneer er druk wordt uitgeoefend, verandert de positie van de kern, waardoor de inductie van de spoel verandert. De inductieverandering wordt vervolgens omgezet in leesbare elektrische signalen.
Toepassingsscenario's
Inductieve druksensoren worden voornamelijk gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen en zware industriële omgevingen, zoals bewaking van turbinedruk en vloeistofsystemen met hoge temperaturen. In de olie- en gasindustrie meten ze de druk in het boorgat. In de industriële automatisering bewaken ze de druk van gassen en vloeistoffen met een hoge temperatuur.
Voordelen en nadelen
Inductieve druksensoren bieden een goede temperatuurstabiliteit en hoge nauwkeurigheid, geschikt voor omgevingen met hoge temperaturen en zware omstandigheden. Hun robuuste structuur zorgt voor betrouwbaarheid op lange termijn. Deze sensoren zijn echter relatief groot en zijn mogelijk niet geschikt voor toepassingen met beperkte ruimte. Bovendien is hun reactiesnelheid relatief langzaam, waardoor ze minder geschikt zijn voor snel veranderende drukmetingen.
Glasvezeldruksensoren
Definitie en werkingsprincipe
Glasvezeldruksensoren detecteren druk door veranderingen in lichtsignalen te meten die worden veroorzaakt door uitgeoefende druk. Deze sensoren gebruiken variaties in lichtintensiteit, fase of golflengte binnen de optische vezel om drukveranderingen weer te geven. Wanneer er druk op de vezel wordt uitgeoefend, veranderen de fysieke eigenschappen ervan, waardoor de lichtsignalen veranderen.
Toepassingsscenario's
Glasvezeldruksensoren worden veel gebruikt in de medische sector, milieumonitoring en olie-exploratie. Op medisch gebied meten ze de bloeddruk en de interne lichaamsdruk. Bij milieumonitoring detecteren ze de druk op de oceaan en het grondwater. Bij olie-exploratie meten ze de druk tijdens boorprocessen.
Voordelen en nadelen
Glasvezeldruksensoren bieden immuniteit tegen elektromagnetische interferentie, geschiktheid voor metingen over lange afstanden en hoge gevoeligheid. Dankzij hun materiaaleigenschappen kunnen ze stabiel opereren in ruwe omgevingen. Deze sensoren zijn echter kostbaar en de installatie en het onderhoud ervan zijn complex. Ze zijn ook gevoelig voor mechanische schade en vereisen een zorgvuldige behandeling en bescherming.
Door de werkingsprincipes, toepassingsscenario's en voor- en nadelen van verschillende soorten druksensoren per technologie te begrijpen, kunnen we beter geïnformeerde keuzes maken voor specifieke toepassingen, waardoor we ervoor zorgen dat de geselecteerde sensoren aan de vereisten voldoen en de systeembetrouwbaarheid en efficiëntie verbeteren.
Posttijd: 12 juli 2024