淺談石化行業(yè)中國產(chǎn)化壓力傳感器的應用研究

在傳感器靜電容量檢測電路中，富士公司采用了混有數(shù)字/模擬電路的ASIC，不僅實現(xiàn)了高速檢測，而且，降低電路中電磁干擾帶來的檢測誤差，同時提高了檢測精度、長期穩(wěn)定性和可靠性。

FCX-AⅡ系列變送器的另一個獨創(chuàng)技術是基于雙溫度傳感器的溫度補償。通過內(nèi)置在傳感器單元中的溫度傳感器和內(nèi)置在電子裝置中的溫度傳感器，分別對傳感器部分和電路部分進行溫度補償，提高變送器的溫度特性。

3.2西門子公司SITRANSPDSⅢ系列壓力變送器

采用西門子專利技術的硅材料傳感器，DSⅢ系列壓力變送器適用于各種壓力、差壓、絕壓和液位測量。它應用模塊化設計，由傳感器單元和電子放大單元組成。傳感器單元包括差壓傳感器、絕壓傳感器和溫度傳感器。通過絕壓傳感器和溫度傳感器，對差壓傳感器全量程范圍內(nèi)的靜壓特性和溫度特性進行充分的計算補償，使DSⅢ系列差壓變送器具有非常優(yōu)異的靜壓特性和溫度特性。

DSⅢ系列壓力變送器有300年一次的故障發(fā)生率，是為應用于高安全和可靠性要求的場合而設計的。只需一臺DSⅢ系列壓力變送器即可獲得與2臺常規(guī)變送器相同的安全等級。這意味著安裝、運行和維護的成本大大降低。DSⅢ系列壓力變送器的精度可達0.075%，5年長期漂移小于0.25%(實測1年)。

DSⅢ系列智能差壓變送器，結(jié)構(gòu)上具有獨立的壓力測量敏感元件和獨特的不起測量作用的中心膜片。測量元件兩端壓力通過密封膜片和填充液傳遞給硅壓力傳感器。當壓力超過測量極限時，過載保護膜片產(chǎn)生變形，直至其貼到測量元件的內(nèi)壁上，以保護硅壓力傳感器避免過壓損壞。不起測量作用的中心膜片結(jié)構(gòu)使DSⅢ系列壓力變送器具有極好的過壓保護能力。西門子硅傳感器采用壓阻式結(jié)構(gòu)設計。測量膜片由于受到所施加的差壓而變形，安裝在它上面的4只電阻應變計的阻值隨之變化，并使得電阻橋路的輸出電壓與壓差成比例的變化。

在進行絕壓測量時，DSⅢ系列變送器需要使用絕壓測量元件。被測壓力通過隔離膜片和填充液傳遞到絕壓傳感器，使測量膜片發(fā)生形變。絕壓傳感器采用壓阻式結(jié)構(gòu)設計，測量原理與差壓傳感器相同。

3.3國產(chǎn)的壓力變送器

國產(chǎn)的壓力變送器，如西安交通大學維納儀器有限責任公司在MEMS壓力傳感器科研及其產(chǎn)業(yè)化方面進行了一系列嘗試，其生產(chǎn)的WYB1型壓阻式壓力變送器采用半導體擴散硅壓力傳感器及專用放大電路組成，具有精度高、電路調(diào)試方便、可靠性高、抗干擾能力強等特點，且具有一體化結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場的安裝和使用，外形小巧美觀，具有多種結(jié)口形式和多種引線方式。

本文分析了石化行業(yè)對壓力變送器的需求，微壓力傳感器具有許多傳統(tǒng)壓力傳感器不具備的優(yōu)點，能夠滿足石化行業(yè)對壓力傳感器的要求。介紹了當前石化領域正在使用的MEMS壓力傳感器及其結(jié)構(gòu)特點;對比國內(nèi)外廠商生產(chǎn)的壓力傳感器性能，明確了壓力傳感器國產(chǎn)化問題的關鍵是如何提高傳感器長期穩(wěn)定性問題。