I. Introduksjon
Innen industriell prosesskontroll er trykk-/differensialtrykkmåling et kjerneelement for å sikre produksjonssikkerhet og driftsstabilitet. Tradisjonelle metallkapasitans- eller piezoresistive silisiumsensorer er utsatt for diafragmatretthet, ingen drift og til og med strukturelle skader under ekstreme driftsforhold, noe som gjør det vanskelig å møte kravene til komplekse scenarier som involverer høy overbelastning og sterk påvirkning. Utnytter den høye overbelastningsbeskyttelsesdesignen og utmerket mekanisk stabilitet, monosilisiumTrykksensorerhar blitt den foretrukne måleløsningen i bransjer som petrokjemi, elektrisk kraft og metallurgi. Denne artikkelen vil systematisk utdype de tekniske fordelene og bruksverdien til høyoverbelastningssensorer av monosilisium, og kombinerer strukturelle prinsipper med praktiske industrielle scenarier.
II. Strukturelle prinsipper for høyoverbelastningssensorer med monosilisium
2.1 Kjernestruktur og overbelastningsbeskyttelsesmekanisme
Monosilisium høy overbelastningTrykksensorerta i bruk en flerlags beskyttende struktur som består av doble isolasjonsmembraner, en midtmembran og oljefylt-trykktransmisjon. Kjerneprinsippet er illustrert i figuren:
- Trykkoverføringsbane:Middelstrykket på høy-siden/lavtrykket- virker på isolasjonsmembranen. Trykket overføres jevnt til den korrugerte sentermembranen via den internt fylte silikonoljen, og ledes deretter gjennom oljebanen til den øverste monosilisiumbrikken. Til slutt konverterer brikken trykkforskjellen til en elektrisk signalutgang.
Høy overbelastningsbeskyttelsesmekanisme:
- Begrens beskyttelse:Midtmembranen er laget av et spesielt materiale. Under overbelastningstrykk (f.eks. overtrykk, vannslag) kan den deformeres og forhindre trykkoverføring til brikken og dermed beskytte den.
- Isolasjonsbuffering:De to isolasjonsmembranene fungerer som den første forsvarslinjen. Sammen med den midtre membranen tåler de umiddelbare høye-påvirkninger. Når isolasjonsmembranen kommer i kontakt med underlaget og sentermembranen deformeres samtidig, forhindrer det ytterligere trykkoverføring til brikken. Isolasjonsmembranene isolerer også mediet fra kjerneføleelementet.
- Oljefylt-trykkutjevning:Silikonolje fungerer som trykkoverføringsmediet, fordeler trykket jevnt, unngår lokal stresskonsentrasjon og øker slagfastheten ytterligere.
2.2 Mekaniske fordeler med monosilisiummateriale
Monosilisiummateriale gir ekstremt lav hysterese, ultra-høy elastisk grense og langtids-stabilitet:
- Stabil elastisitetsmodul, med praktisk talt ingen mekanisk ytelsesdrift over et bredt temperaturområde på -40 grader til 125 grader.
- Flytestyrke betydelig høyere enn tradisjonelle metallmaterialer, i stand til å motstå overbelastningstrykk flere ganger måleområdet uten plastisk deformasjon.
- Ensartet krystallstruktur sikrer linearitet og repeterbarhet av trykk-til-elektrisk signalkonvertering.
