在航空航天、真空镀膜、气象监测、高海拔环境模拟及精密工业过程控制中,压力测量不仅关乎表压(相对于大气压),更需精准捕捉绝对压强。
丹佛斯压力变送器的性能源于多个精密部件的协同工作,深入剖析其内部结构,是驾驭真空与高压环境的关键。
1、绝对压力传感元件
功能:
将被测介质的绝对压力转换为微小的物理形变或电信号;
类型与特点:
扩散硅压阻式:
在单晶硅膜片上通过半导体工艺扩散出惠斯通电桥,压力导致膜片变形,电阻变化,输出mV级信号;精度高(±0.05%FS)、响应快、温漂小;
陶瓷电容式:
陶瓷膜片与固定电极构成电容,压力改变间距,电容值变化;耐腐蚀、抗过载、寿命长,适用于恶劣工况;
关键特征:
背腔抽真空并密封,形成真正的“零压力”参考基准,区别于表压传感器的大气参考腔。
2、真空参考腔
功能:
为传感元件提供稳定的绝对零压参考环境;
特点:
内部抽成高真空(<1×10Pa),并通过激光焊接或玻璃熔封密封;
材料热膨胀系数匹配,确保温度变化时参考压力恒定;
是绝对压力测量准确性的根本保障。
3、测量膜片与过程连接
功能:
直接接触被测介质,传递压力至传感元件;
材质与设计:
不锈钢316L/哈氏合金/钽:
根据介质腐蚀性选材,耐高温高压;
平膜片或凸膜片设计:
平膜片适用于粘稠、易结晶介质,减少残留;
过程接口:
G"、M20×1.5、1/4"NPT等标准螺纹,或法兰连接,确保密封可靠。
4、信号调理电路
功能:
将传感元件的原始信号(mV)放大、线性化、温度补偿,并转换为标准输出信号;
组成与特点:
前置放大器:
放大微弱信号,抑制噪声;
温度传感器:
实时监测芯片温度,用于补偿温漂;
微处理器:
执行数字滤波、非线性校正、量程设定;
输出驱动:
生成4-20mA、0-5V、HART、RS-485等工业标准信号。