Priemyselné tlakové senzory: Sprievodca výberom pre inžinierov a tímy obstarávania

Čo robí snímač tlaku vhodný pre priemyselné zariadenia

Snímač tlaku premieňa mechanickú silu, ktorú vyvíja plyn alebo kvapalina na snímací prvok, na elektrický signál. Princíp fungovania je jednoduchý, ale priemyselné prostredie zvyšuje latku. Senzor namontovaný vo výrobnom stroji môže čeliť okolitým teplotám od -20 °C do 85 °C, zvlneniu napájacieho napätia, elektromagnetickému rušeniu, vibráciám a mesiacom nepretržitej prevádzky. Musí poskytovať opakovateľné hodnoty za všetkých týchto podmienok, nielen na kalibračnej stolici.

Tlakové senzory MEMS sa stali štandardom pre tento druh povinnosti. Sú dostatočne malé na kompaktné kryty, môžu sa vyrábať vo veľkých objemoch s prísnou kontrolou procesu a, čo je dôležité, môžu byť teplotne kompenzované a kalibrované v továrni pred odoslaním. Táto kombinácia malých rozmerov, nízkych nákladov na jednotku a orezania na úrovni výroby je dôvodom, prečo diely MEMS dominujú v modernom priemyselnom snímaní tlaku.

Gauge, Absolútna alebo Diferenciál: Nastavenie referencie merania

Prvým rozhodnutím o špecifikácii nie je citlivosť. Je to referenčná hodnota, voči ktorej sa meria tlak. Priemyselné snímače tlaku spadajú do troch rodín a každá rodina odpovedá na inú otázku.

Meracie senzory sa odvetrávajú do atmosféry, takže prirodzene snímajú relatívne k okolitému tlaku. Absolútne senzory utesňujú referenciu vákua na jednej strane membrány a sú správnou voľbou, keď by barometrické zmeny inak narušili meranie. Diferenčné snímače vystavujú obe strany snímacieho prvku dvom rôznym tlakom a hlásia rozdiel. Na detekciu upchatia filtra, vyváženie prietoku vzduchu a meranie prietoku cez obmedzenia, snímanie diferenčného tlaku v moderných strojárskych aplikáciách je často najpriamejší a najspoľahlivejší prístup, pretože malý tlakový rozdiel možno vyriešiť bez odčítania dvoch veľkých absolútnych hodnôt.

Analógový alebo digitálny výstup: Prispôsobte rozhranie svojmu ovládaču

Keď je referenčná hodnota tlaku pevná, ďalšou otázkou je, ako nameraná hodnota opúšťa snímač. Toto rozhodnutie ovplyvňuje zvyšok elektroniky viac ako samotný snímací prvok.

Analógový výstup: Viac front-end práce, väčšia flexibilita

Analógové snímače vracajú napätie alebo prúd úmerné tlaku. Nezosilnené milivoltové výstupy v rozsahu desiatok milivoltov vyžadujú externý zosilňovač so stabilným stupňom zosilnenia, ktorý dáva dizajnérskemu tímu plnú kontrolu nad zosilnením a filtrovaním, no pridáva priestor na doske a kalibračnú záťaž. Zosilnené napäťové výstupy zjednodušujú rozhranie, ale spotrebúvajú viac energie. V hlučnom továrenskom prostredí s dlhými káblami sú analógové signály náchylnejšie na rušenie, a preto odolné priemyselné inštalácie často uprednostňujú signál prúdovej slučky na úrovni vysielača.

Digitálny výstup: Menej ladenia, čistejšia integrácia

Digitálny tlakový senzor integruje analógovú prednú časť, analógovo-digitálnu konverziu a kalibračné koeficienty priamo na komponente. Mikrokontrolér prijíma hodnotu tlaku cez I2C alebo SPI bez obáv z budiaceho napätia, záťažovej impedancie alebo offsetu zosilňovača. Toto odstraňuje celú kategóriu rizika analógového dizajnu a zrýchľuje overovanie, pretože každý snímač vracia rovnaký digitálny výstup pre rovnaký fyzický tlak.

Pre priemyselné zariadenia poháňané ovládačom, ktoré potrebujú kompaktnú digitálnu časť, Digitálny snímač výstupného tlaku MCPh21 je možnosť povrchovej montáže navrhnutá pre nízkotlakové a diferenciálne merania a zasúva sa priamo do riadiacich dosiek na báze I2C alebo SPI. Kompromisom, ktorý treba mať na pamäti, je integračné úsilie: digitálne senzory vyžadujú podporu firmvéru pre ich komunikačný protokol, takže tím firmvéru by mal byť zapojený do rozhodovania ešte pred výberom dielu.

Veľkoobchodný snímač tlaku MCP-H21 pre priemyselných dodávateľov, továreň Wuxi Mems Tech Co., Ltd. je veľkoobchodný čínsky snímač tlaku MCP-H21 pre priemyselných dodávateľov, továreň,Popisy Séria MCP-H21 i... Zobraziť produkt →

Rozsah merania: Prečo je svetlá výška dizajnovým rozhodnutím

Najdrahšou chybou pri výbere priemyselných snímačov je výber celého rozsahu, ktorý je príliš blízko k normálnemu prevádzkovému bodu. Systém zriedka beží pri jednom ustálenom tlaku. Pulzácia čerpadla, vodné rázy, zaťaženie filtra, spínanie elektromagnetu a tepelné cyklovanie vytvárajú tlakové skoky nad nominálnu hodnotu. Keď tieto špičky prekročia maximálnu hodnotu snímača, membrána sa môže trvalo poškodiť alebo sa môže posunúť kalibrácia.

Široko používaným pravidlom je výber celého rozsahu aspoň 1,5 až 2 krát očakávaný prevádzkový tlak. Kompromisom je malá strata rozlíšenia v blízkosti hornej hranice rozsahu, ale zisk v oblasti prežitia a dlhodobej stability má v tejto oblasti oveľa väčšiu hodnotu. Priemyselné úlohy s mikrotlakom, ako je monitorovanie čistých priestorov, detekcia stavu prúdenia vzduchu a rozdielový tlak filtra, zvyčajne prebiehajú v triede 0-500 Pa až 0-2 kPa. Nízkotlakové snímače siahajú od niekoľkých kPa do zhruba 100 kPa a pokrývajú prietok plynu a tlak v hlave nádrže. Stredotlakové diely preberajú pre pneumatiku a hydrauliku v rozsahu 100 kPa až 1 MPa a vyššie.

Pre mikrotlakové priemyselné úlohy, ako je monitorovanie čistých priestorov a detekcia stavu prúdenia vzduchu, Mikrosnímač tlaku DPTR8 je navrhnutý tak, aby riešil veľmi malé zmeny tlaku, čo z neho robí praktický východiskový bod, keď je prevádzkový bod hlboko pod 1 kPa.

Veľkoobchodný snímač tlaku DPT-R8 pre priemyselných dodávateľov, továreň Wuxi Mems Tech Co., Ltd. je čínsky veľkoobchodný snímač tlaku DPT-R8 pre priemyselných dodávateľov, továreň, Úvod Predmetom tejto... Zobraziť produkt →

Balenie a pripojenie tekutín: SOP vs DIP/SIP

Balenie sa často považuje za dodatočný nápad, ale balenie určuje, ako je snímač namontovaný na doske a ako sa pripája k dráhe tekutiny. Na trhu tlakových snímačov MEMS dominujú dve rodiny.

• Súpravy pre povrchovú montáž (SOP) sú optimalizované pre zostavenie typu pick-and-place a spájkovanie pretavením. Šetria miesto na doskách a znižujú náklady na montáž pri veľkom objeme, vďaka čomu sú prirodzene vhodné pre produkty, ktoré sa pohybujú priamo z výrobnej linky.
• Balíky s priamym vkladaním (DIP/SIP) odhaľujú tlakové porty v definovaných orientáciách a ľahšie sa vyrábajú ručne. Zaberajú väčšiu plochu dosky, ale môžu zjednodušiť mechanické tesnenie medzi snímačom a silikónovou trubicou alebo pevným potrubím.

Správna voľba závisí od výrobnej linky, nielen od údajového listu snímača. Ak je konečný produkt zostavený automatizovaným umiestnením, časti SOP predstavujú cestu s nižšími nákladmi. Ak je snímač umiestnený vo vnútri utesneného krytu, kde musí byť port zarovnaný s trasou hadičky, je často jednoduchšie spoľahlivo utesniť obal DIP/SIP s jasnou orientáciou portu.

Schopnosť dodávateľa: Čo je potrebné skontrolovať pred objednaním

Údajové listy uvádzajú presnosť v percentách, ale hodnoty, ktoré sú dôležité počas životnosti produktu, sú teplotná chyba, dlhodobý posun a konzistencia medzi jednotlivými šaržami. Senzor, ktorý je presný pri 25 °C, ale pohybuje sa v rámci svojho menovitého teplotného rozsahu, spôsobí poruchy v poli v priemyselných zariadeniach. Kompenzácia teploty na jednotku je to, čo oddeľuje senzor, ktorý funguje na papieri, od senzora, ktorý funguje v teréne.

Pred zadaním hromadnej objednávky by si kupujúci mali položiť niekoľko priamych otázok:

1. Vykonáva továreň vlastné balenie, zváranie a kalibráciu, alebo testuje len zakúpené matrice?
2. Vykonáva sa nulová a úplná kalibrácia na každej jednotke a aplikuje sa teplotná kompenzácia individuálne?
3. Čo zahŕňa proces kvality dodávateľa, od vstupného materiálu až po výstupnú kontrolu?
4. Môže dodávateľ podporovať prototypovanie prostredníctvom hromadnej výroby, vrátane spätnej väzby od dizajnu týkajúcej sa konfigurácie a rozloženia portu?

Tieto otázky oddeľujú výrobcu snímačov od obchodnej spoločnosti. Výrobca môže sprísniť tolerancie, pridať kalibračný bod alebo upraviť detaily balenia; predajca môže ponúkať len to, čo má na sklade. V MemsTech každý senzor opúšťa naše zariadenie Wuxi až po nulovej a plnej kalibrácii, testovaní teplotného posunu a vyhodnotení dlhodobej stability. Naša výrobná plocha s rozlohou 2 000 metrov štvorcových zabezpečuje balenie, zváranie, teplotnú kompenzáciu a kalibráciu vo vlastnej réžii a linka je postavená na ročnú kapacitu 60 miliónov jednotiek. V závislosti od série dosahuje špecifikovaná presnosť až 0,2 % plného rozsahu. Táto vertikálna integrácia nám umožňuje mať kvalitu a dodávku pod priamou kontrolou, a nie spoliehať sa na externých subdodávateľov.

Dáme to dohromady: Výber v rámci priemyselného portfólia

So základmi sa výberový proces stáva zužujúcim cvičením. Definujte referenčný tlak, potom výstupné rozhranie, potom rozsah merania a balenie. Pre odčítanie diferenčného tlaku pri monitorovaní procesu, Senzor diferenčného tlaku MCP5700DP pokrýva širší rozsah tlakových rozdielov priemyselných procesov a prirodzene sa páruje s reťazcom analógových signálov, ktoré sa nachádzajú v mnohých inštaláciách na báze PLC.

Veľkoobchodný snímač tlaku MCP5700DP pre priemyselných dodávateľov, továreň Wuxi Mems Tech Co., Ltd. je veľkoobchodný čínsky snímač tlaku MCP5700DP pre priemyselných dodávateľov, továreň, séria MCP5XXXDP má int... Zobraziť produkt →

Ak chcete získať úplný prehľad o tom, čo MemsTech ponúka v týchto dimenziách, prejdite na stránku zostava priemyselných snímačov tlaku organizované podľa tlaku, výkonu a aplikácie. Inžinieri, ktorí chcú mať úplné technické zázemie o snímaní MEMS, môžu tiež začať s týmto sprievodca technológiou tlakových senzorov MEMS, aplikáciami a výberom .

Spoločná niť každého úspešného projektu priemyselného senzora je rovnaká: začnite so systémovými požiadavkami, dajte senzoru dostatok miesta a nakupujte od výrobcu, ktorého proces kalibrácie a kvality máte overený. Snímač tlaku je malý komponent, ale v priemyselnom stroji je to komponent, ktorý hovorí riadiacej jednotke, či je proces v poriadku, degraduje alebo sa chystá zlyhať. Zámerný výber je najlacnejšie poistenie, ktoré si dizajnérsky tím môže kúpiť.