壓力傳感器利用膜片在壓力作用下引起的形變來測量壓力。這種形變通過不同的傳感器技術轉換成電信號,以便進行處理并傳輸到外部設備,從而用于監測和控制與壓力相關的過程。壓力測量是過程技術中設備和系統監測與控制領域最重要和最常用的技術之一。堡盟為各種應用提供廣泛的壓力傳感器產品組合。
壓力傳感器主要由以下幾個組件構成:在壓力變化時會發生形變的測量膜片、壓力導入口、各種感應元件(例如壓電式、電容式或壓阻式)、用于放大和處理信號的信號處理單元、保護外殼以及用于連接外部設備的電氣和機械連接。在這些組件的相互作用下,壓力傳感器在各種壓力測量應用中都能提供精確的測量結果。
根據不同的測量原理,壓力傳感器的類型基本上有以下幾種:
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絕壓
絕壓是指相對于完全真空的壓力,因此始終以正值表示,常見的單位有Pa、bar或Psi (abs)。測量絕壓的傳感器以真空為基準,通常使用的有MEMS傳感器、電容式傳感器和壓阻式傳感器,它們通過檢測膜片的形變或電氣特性的變化來測量壓力。
典型應用領域:
表壓
表壓是指相對于當前氣壓的壓力,可以正值表示,也可以負值表示,常見的單位有Pa、bar或Psi (gauge)。表壓傳感器需要定期進行校準,并且有不同的傳感器技術可選。壓電式和電容式傳感器可將壓力變化轉換為電信號。這些傳感器通常提供通風孔,以便將大氣壓作為基準。
典型應用領域:
差壓
差壓是指系統中兩個壓力之間的差值,可以正值表示,也可以負值表示。差壓常見的單位有Pa、bar或Psi,可通過電容式和壓電式壓力傳感器等各種傳感器技術測量得出。差壓傳感器對環境條件不甚敏感,需要定期進行校準。此外,差壓也可以通過兩個單獨的傳感器來測量,這兩個傳感器分別向控制單元提供一個信號,由此來計算差壓。
典型應用領域:
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環境溫度和介質溫度對壓力傳感器的精度有很大的影響。傳感器的溫度公差決定了其在不同溫度下能夠達到的精度。
標準測量誤差和/或最大測量誤差是相對于參考溫度(通常為20°C)規定的。但是,傳感器的工作溫度通常不是20°C,也并非始終不變,這樣就會影響標準測量誤差和最大測量誤差,從而影響測量結果。
因此,當傳感器的工作溫度偏離參考溫度(例如20°C)時,必須考慮傳感器的標準測量誤差或最大測量誤差。如果傳感器工作溫度偏離了參考溫度(例如20°C),應首選初始精度較低但具有較高溫度穩定性的壓力傳感器,而非初始精度較高但溫度穩定性不高的壓力傳感器。
堡盟規定了產品的“最大誤差率”,即從統計角度看,保證99.7%的堡盟傳感器符合技術規格。部分競爭對手的產品采用“典型誤差率”,即他們有32%的產品不符合技術規格。
高溫蒸汽常用于各種裝置和系統的滅菌。傳感器(如PBMH高壓滅菌型)等小尺寸壓力傳感部件,可在高壓滅菌型蒸鍋中滅菌。對于大型裝置,可將高溫蒸汽導入整個系統,即所謂的“現場滅菌”(SIP)。因此,盡管在滅菌過程中傳感器通常不會評估信號,但它必須設計得很堅固耐用,能夠承受滅菌過程中常見的溫度和壓力(例如:溫度134°C,壓力3 bar,持續時間30分鐘)。從物理角度來說,壓力和溫度直接相互影響,如以下飽和蒸汽曲線所示。
堡盟PBMx和PFMx壓力傳感器是控制滅菌過程的理想選擇。即便在溫度變化很快的情況下,它們也可以提供準確的測量值。這樣,根據溫度和壓力的對應關系,通過監控壓力就能實現可靠的過程控制。