Kompletní průvodce výběrem difuzního křemíkového tlakového převodníku
Odborné poradenství pro průmyslové měřicí aplikace
Přehled
Tlakové snímače se klasifikují podle použitých snímacích technologií a zahrnují difúzní křemíkové, keramické, kapacitní a monokrystalické křemíkové snímače. Mezi nimi jsou difúzní křemíkové snímače tlaku nejrozšířenější v různých průmyslových odvětvích. Jsou známé svým robustním výkonem, spolehlivostí a cenovou efektivitou a jsou ideální pro monitorování a regulaci tlaku v ropném a plynárenském průmyslu, chemickém zpracování, výrobě oceli, výrobě energie, environmentálním inženýrství a dalších oblastech.
Tyto převodníky podporují měření přetlaku, absolutního tlaku a podtlaku – a to i v korozivních, vysokotlakých nebo nebezpečných podmínkách.
Ale jak se tato technologie vyvinula a jaké faktory byste měli zvážit při výběru správného modelu?
Počátky technologie difuzního křemíku
V 90. letech 20. století představila společnost NovaSensor (USA) novou generaci difúzních křemíkových senzorů využívajících pokročilé technologie mikroobrábění a křemíkového spojování.
Princip je jednoduchý, ale účinný: procesní tlak je izolován membránou a přenášen přes utěsněný silikonový olej na citlivou křemíkovou membránu. Na opačné straně je jako reference aplikován atmosférický tlak. Tento rozdíl způsobuje deformaci membrány – jedna strana se natahuje, druhá stlačuje. Vestavěné tenzometry tuto deformaci detekují a převádějí ji na přesný elektrický signál.
8 klíčových parametrů pro výběr difuzního křemíkového tlakového převodníku
1. Charakteristiky média
Chemická a fyzikální povaha procesní kapaliny přímo ovlivňuje kompatibilitu senzoru.
Vhodný:Plyny, oleje, čisté kapaliny – obvykle se s nimi manipuluje pomocí standardních senzorů z nerezové oceli 316L.
Nevhodný:Vysoce korozivní, viskózní nebo krystalizující média – ta mohou senzor ucpat nebo poškodit.
Doporučení:
- Viskózní/krystalizující kapaliny (např. suspenze, sirupy): Používejte převodníky s proplachovanou membránou, abyste zabránili ucpání.
- Hygienické aplikace (např. potravinářství, farmaceutický průmysl): Vyberte modely s třísvěrnou zapuštěnou membránou (≤4 MPa pro bezpečné upevnění).
- Vysoce odolná média (např. kal, bitumen): Používejte proplachovací membrány bez dutin s minimálním provozním tlakem ~2 MPa.
⚠️ Pozor: Nedotýkejte se ani nepoškrábejte membránu senzoru – je extrémně citlivá.
2. Rozsah tlaku
Standardní měřicí rozsah: –0,1 MPa až 60 MPa.
Z bezpečnostních důvodů a přesnosti vždy vyberte vysílač s jmenovitým tlakem mírně nad vaším maximálním pracovním tlakem.
Referenční hodnota jednotky tlaku:
1 MPa = 10 bar = 1000 kPa = 145 psi = 760 mmHg ≈ 100 metrů vodního sloupce
Tlak z manometru vs. absolutní tlak:
- Manometrický tlak: vztažený k okolnímu atmosférickému tlaku.
- Absolutní tlak: vztažený k dokonalému vakuu.
Poznámka: Ve vysokohorských oblastech používejte odvětrávané manometry (s odvětrávacími trubicemi) pro kompenzaci místního atmosférického tlaku, pokud je důležitá přesnost (
3. Teplotní kompatibilita
Typický provozní rozsah: –20 °C až +80 °C.
Pro média s vysokou teplotou (až 300 °C) zvažte:
- Chladicí žebra nebo chladiče
- Vzdálené membránové oddělovače s kapilárami
- Impulsní trubice pro izolaci senzoru před přímým teplem
4. Napájení
Standardní napájení: DC 24V.
Většina modelů akceptuje 5–30 V DC, ale vyhněte se vstupům pod 5 V, abyste zabránili nestabilitě signálu.
5. Typy výstupních signálů
- 4–20 mA (2vodičový): Průmyslový standard pro přenos na dlouhé vzdálenosti a odolný vůči rušení
- 0–5 V, 1–5 V, 0–10 V (3vodičové): Ideální pro aplikace s krátkým dosahem
- RS485 (digitální): Pro sériovou komunikaci a síťové systémy
6. Závity procesního připojení
Běžné typy závitů:
- M20×1,5 (metrické)
- G1/2, G1/4 (BSP)
- M14×1,5
Přizpůsobte typ závitu průmyslovým normám a mechanickým požadavkům vašeho systému.
7. Třída přesnosti
Typické úrovně přesnosti:
- ±0,5 % z rozsahu – standardní
- ±0,3 % FS – pro vyšší přesnost
⚠️ U difúzních křemíkových vysílačů se vyhněte specifikaci přesnosti ±0,1 % FS. Na této úrovni nejsou optimalizovány pro ultrapřesnou práci. Pro takové aplikace používejte místo toho modely z monokrystalického křemíku.
8. Elektrické připojení
Vyberte si podle vašich potřeb instalace:
- DIN43650 (Hirschmann): Dobré těsnění, běžně používané
- Letecký konektor: Snadná instalace a výměna
- Přímé vedení kabelu: Kompaktní a odolné vůči vlhkosti
Pro venkovní použití zvolte kryt typu 2088 pro lepší odolnost proti povětrnostním vlivům.
Zvláštní případové úvahy
Q1: Mohu měřit plynný amoniak?
Ano, ale pouze s vhodnými materiály (např. membrána z Hastelloy, těsnění z PTFE). Amoniak také reaguje se silikonovým olejem – jako plnicí kapalinu použijte fluorovaný olej.
Q2: A co hořlavá nebo výbušná média?
Nepoužívejte standardní silikonový olej. Používejte fluorované oleje (např. FC-70), které nabízejí lepší chemickou stabilitu a odolnost proti výbuchu.
Závěr
Díky své osvědčené spolehlivosti, přizpůsobivosti a cenové efektivitě zůstávají difúzní křemíkové snímače tlaku oblíbeným řešením v různých odvětvích.
Pečlivý výběr na základě média, tlaku, teploty, typu připojení a přesnosti zajišťuje optimální výkon a dlouhodobou životnost.
Potřebujete pomoc s výběrem správného modelu?
Sdělte nám svou žádost – pomůžeme vám najít perfektního partnera.
Čas zveřejnění: 3. června 2025