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                  技術文章

                  壓力傳感器是工業實踐中常用的一種傳感器

                    壓力傳感器是能感受壓力信號,并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型,壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。
                    壓力傳感器是工業實踐中常用的一種傳感器,其廣泛應用于各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業,下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應用。另有醫用壓力傳感器。
                    1、壓力傳感器在稱重系統中的應用
                    在工業控制技術的商用稱重系統中,壓力傳感技術越來越多的被應用。在很多壓力控制過程中,經常需要采集壓力信號,轉換成能夠進行自動化控制的電信號。以壓力傳感器制作的壓力控制裝置一般稱為電子稱重系統,電子稱重系統作為各種工業過程中物料流動的在線控制工具顯得越來越重要。電子稱重系統既能組合在產品制造過程中優化生產,提高產品質量,又能把有關生產過程中物料流動的數據加以采集并傳送到數據處理中心,作為在線庫存控制和財務結算之用。
                    在稱重的過程自動化控制中,要求壓力傳感器不僅能感知重力信號,而且其性能必須可靠、動態響應性要好、抗干擾性能要好;壓力傳感器提供的信號經檢測系統可以直接顯示、記錄打印、存儲或用于反饋調節控制。通過集成技術將壓力傳感器與測量線路集成在一起,使得整個裝置的體積大大減??;另外屏蔽技術的發展,也將使得稱重壓力傳感器的抗干擾能力得到保障,使得稱重過程的自動化控制程度進一步得到提高。
                    2、壓力傳感器在石化行業中的應用
                    壓力傳感器是石化行業自動控制中使用多的測量裝置之一。在大型的化工項目中,幾乎包含了所有壓力傳感器的應用:差壓、絕壓、表壓、高壓、微差壓、高溫、低溫,以及各種材質及特殊加工的遠傳法蘭式壓力傳感器。幾乎石化行業對壓力傳感器的需求主要集中在可靠性、穩定性和高精度3個方面。其中,可靠性和許多附加需求,如,量程比、總線類型等,依賴變送器的結構設計、機械加工工藝水平和結構材料。壓力變送器的穩定性和高精度則主要由壓力傳感器的穩定性和測量精度保證。
                    與壓力變送器的測量精度相對應的是壓力傳感器的測量精度和響應速度,與壓力變送器的穩定性相對應的是壓力傳感器的溫度特性和靜壓特性以及長期穩定性。石化行業對壓力傳感器的需求就體現在測量精度、快速響應、溫度特性和靜壓特性、長期穩定性4個方面。
                    3、壓力傳感器在水處理中的應用
                    我國的環保水處理行業,近些年得到快速的發展,并且未來前景廣闊。在供水和污水處理工藝中有賴于使用壓力傳感器為系統保護和質量保證提供重要控制和監測手段。
                    壓力傳感器將壓力轉換為電信號輸出,該壓力電信號也可進而用于測量靜態流體的液位,因此可用來測量液位。壓力傳感器的敏感組件主要有硅杯敏感元件、硅油、隔離膜片和導氣管組成,被測介質壓力P通過隔離膜片和硅油傳遞到硅杯元件的一側,大氣參考壓po通過導氣管作用到硅杯元件的另一側,硅杯元件是一個底部加工得很薄的杯形單晶硅片。杯底膜片在壓力P和Po做用下產生位移極小的彈性變形,單晶硅是理想的彈性體,其變形與壓力成嚴格的正比關系,而且復原性能又極好。
                    硅膜片上用半導體擴散工藝形成的四個橋路電阻布置成方形,當硅膜片受到壓力產生變形時,處于對角線上的二電阻受壓應力,而另為二個電阻受張應力,由于擴散硅的壓阻效應,使相對的二個電阻阻值增大,二另為二個電阻阻值減小。如果在A-A二端上加上電壓,則C-D間就有一個P-Po差壓成正比的電壓信號輸出。
                    4、壓力傳感器在醫療行業中的應用
                    隨著醫療設備市場的發展,對壓力傳感器在醫療行業中使用提出了更高的要求,如精度、可靠性、穩定性、體積等都需要加以改進。壓力傳感器在微創導管消融術和體溫傳感器測量中有著較好的應用。
                    微創手術不僅可以減少手術部位的創傷,而且大大減輕患者的疼痛,恢復過程也很快。能達到這樣的要求,除了醫生的手術操作經驗之外,還與各種醫療監測設備?,F在很多用于此操作的醫療器械都是微小的,像各種各樣的導管和消融設備。導管包括熱稀釋導管、尿道管、食管導管和中心靜脈導管和顱內壓力容器等,它們除具有導電功能,導管在溫度或壓力傳感器,患者的病理檢查和微創手術的順利進行提供了重要保障,溫度和壓力參數是成功操作的關鍵參數。
                    傳感器能夠放置在靠近患者的位置對于許多應用來說非常關鍵,比如在透析應用中,準確地測量透析液和靜脈壓力就非常重要。壓力傳感器必須能夠精確地監測透析液和血液的壓力以確保其維持在所設定的范圍內。
                    此類型應用需求傳感器必須外形小巧且能夠耐受液體介質。在許多情況下,與液體介質不兼容的傳感器需要額外安裝部件來保護它,增加了產品的體積、費用以及復雜性。液體介質耐受力在監測病人呼吸時顯得特別重要,因為此處的傳感器必須能夠承受病人的咳嗽和呼出的潮濕空氣。
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