Публикация пресс-релизов Поиск по компании
Решения, технологии, стандарты Рынок, отрасль, люди Основы
Отменить подписку Подписка
Производители Системные интеграторы Дистрибьюторы
Продукты месяца Поиск по категории Добавить продукт
Добавить мероприятие
Добавить вакансию Специалисты по АСУ ТП, КИП Специалисты по электротехнике, энергетике Главные инженеры, технологи, электрики Менеджеры по продажам, консультанты, другое
Технические требования Публикация статей Публикация пресс-релизов Media Kit 2014
 


 

Решения, технологии, стандарты - статьи Ua.Automation.com

Преобразователи давления ОВЕН


Разработка и серийный выпуск преобразователей давления – одно из важнейших направлений деятельности компании ОВЕН. Сегодня в ассортименте компании несколько линеек датчиков: преобразователи давления общепромышленные ОВЕН ПД100, высокоточные интеллектуальные датчики давления ОВЕН ПД200, измерители давления для котельной автоматики ОВЕН ПД150. В статье представлен краткий обзор технических решений, применяемых при производстве датчиков, и области их применения.
 
Современные преобразователи давления – это сложнейшие интеллектуальные микропроцессорные приборы. Компания ОВЕН производит широкий спектр датчиков, отличающихся конструктивным исполнением, предназначенных для измерения различных видов давления жидкостей и газов.
 
В настоящий момент на производстве ОВЕН выпускается более 300 датчиков в день, осуществляется сертифицированная первичная и периодические поверки. Проводится суточный выходной контроль всех выпускаемых преобразователей. Участок датчиков оснащен передовым современным оборудованием от ведущих европейских производителей по входному контролю комплектующих, сборке и настройке. Калибровка осуществляется на калибраторах немецкой фирмы DRUK. На участке работает персонал с большим стажем работы в области микроэлектроники. Платы нормирующих преобразователей для датчиков завод производит сам с использованием станков SMD-монтажа и волновой пайки.
 
Преобразователи давления ОВЕН полностью соответствуют требованиям помехоустойчивости и электромагнитной совместимости «класса А». Эти характеристики достигаются посредством целого комплекса технических решений. Датчики ОВЕН выполнены в корпусе из нержавеющей стали (степень защиты до IP68), количество разъемных соединений минимизировано для обеспечения высокой герметичности. Периодически проводятся испытания на совместную работу с преобразователями частоты ОВЕН ПЧВ и другими источниками электромагнитных помех. Малые массогабаритные показатели преобразователей делают возможной их установку непосредственно на объекте или в труднодоступных местах.
 
 
Основной принцип преобразования давления в датчиках ОВЕН ПД100 – тензометрический. Чувствительным элементом является «мост Уитстона» из тензорезисторов, напыленных на мембрану. Под действием измеряемого давления мембрана деформируется, тензорезисторы меняют величину своего сопротивления, нормирующий преобразователь преобразует разбалансировку «моста» в выходной сигнал с заданной погрешностью. Это самая распространенная технология преобразования давления, позволяющая обеспечить высокую точность.
 
Основным элементом любого преобразователя давления является сенсор, воспринимающий измеряемое давление. Его характеристики во многом определяют параметры точности и стабильности самого датчика. Разработчики компании ОВЕН используют лучшие по соотношению цена/качество сенсоры давления от разных производителей на основе следующих технологий:
 
  • кремний-на-кремнии (КНК) с мембраной из нержавеющей стали;
  • тензодатчик-на-керамике (ТНК);
  • кремний-на-сапфире (КНС) с титановой мембраной;
  • открытый кремниевый кристалл КНК.  
Технология «кремний-на-кремнии» (КНК)
 
Технология «кремний-на-кремнии» (КНК) в настоящее время является наиболее перспективной, т.к. предлагает оптимальное соотношение цена/качество преобразования. Она основана на изготовлении сенсора из монокристалла кремния с нанесенным на него методом диффузии тензорезистивным мостом.
 
К достоинствам данной технологии относятся: высокая стабильность, низкий гистерезис, высокая перегрузочная способность, высокая чувствительность, а, соответственно, и высокая точность преобразования. Недостатками технологии являются низкий рабочий температурный диапазон (до 100 0С), а также необходимость защищать чувствительный элемент металлической мембраной, что снижает чувствительность и увеличивает нелинейность преобразования.
 
По этой технологии изготавливаются сенсоры для датчиков ОВЕН ПД100 моделей 111, 171, 181.
 
Технология «тензодатчик-на-керамике» (ТНК)
 
Технология «тензодатчик-на-керамике» (ТНК) – наиболее бюджетная. Сенсор представляет собой керамическую мембрану с нанесенным на нее с обратной стороны толстопленочным тензомостом.
 
Достоинствами данной технологии являются низкая цена сенсоров, устойчивость к агрессивным средам и высоким температурам (до 135 0С). Недостатки – невысокая чувствительность и относительно большой «шум» выходного сигнала сенсора. Материал мембраны (керамика) устойчив к большинству агрессивных сред, однако при установке сенсора в штуцер датчика для герметизации используется резиновое уплотнение, что сокращает перечень измеряемых агрессивных сред.
 
Такие сенсоры используются в датчиках ОВЕН ПД100 модели 311.
 
Технология «кремний-на-сапфире» (КНС) с титановой мембраной
 
Технология «кремний-на-сапфире» (КНС) является наиболее отработанной и проверенной временем. Сенсор изготавливается из монокристаллической сапфировой пластины с нанесенным на нее с помощью гетероэпитаксии тензомостом. Сапфировая пластина припаивается к мембране из титанового сплава.
 
Достоинствами технологии являются: высокая чувствительность и стабильность, а также возможность измерения агрессивных сред, нейтральных к сплавам титана. Дополнительную устойчивость к агрессивным средам обеспечивает применение в датчиках безрезинового уплотнения сенсора со штуцером методом посадка «конус по кромке». К недостаткам можно отнести наличие повышенного гистерезиса.
 
Специфика таких сенсоров позволяет выпускать датчики для агрессивных сред и аммиаков ОВЕН ПД100 модель 411.
 
Технология «открытый кремниевый кристалл КНК»
 
Технология «открытый кремниевый кристалл КНК» основана на изготовлении сенсора из монокристалла кремния с нанесенным на него методом диффузии тензорезистивным мостом. Измерительный кристалл дополнительной мембраной не защищается.
Достоинствами данной технологии являются: высокая стабильность, низкий гистерезис, высокая перегрузочная способность, высокая чувствительность, а, следовательно, точность преобразования. Недостатками являются: низкий рабочий температурный диапазон (до 80 0С) и неустойчивость к любым средам, кроме неагрессивных газов.
 
Сенсоры такого рода используются в датчиках ОВЕН ПД100 модели 811 и ОВЕН ПД150.
 
Исполнение «открытый сенсор» с мембраной из нержавеющей стали
 
Исполнение «открытый сенсор» позволяет разместить сенсор на торце штуцера датчика, исключив забивание канала штуцера частицами измеряемой среды.
 
К достоинствам этого исполнения относится возможность изготовления датчиков для измерения сильнозагрязненных, вязких и коксующихся сред. К недостаткам относятся низкий рабочий температурный диапазон (до 100 ⁰С) и незащищенность мембраны сенсора толщиной 40 мкм от механических повреждений.
 
По такой технологии выполняются сенсоры для датчиков ОВЕН ПД100 модели 141.
 
Исполнение «в металлическом полевом корпусе» с IP65
 
Такое исполнение позволяет использовать преобразователь в тяжелых условиях эксплуатации на «открытом воздухе». Возможно изготовление датчиков с взрывозащитой типа «Взрывонепроницаемая оболочка» 1Exd IICT6Gb.
 
По такой технологии выполняются сенсоры для датчиков ОВЕН ПД100 модели 115.
 
Нормирование выходного сигнала сенсора
 
Нормирование (линеаризация) выходного сигнала от сенсора датчика давления позволяет минимизировать присущие ему нелинейность, гистерезис, разброс выходной характеристики. Но очень важно, каким образом осуществляется нормирование. Нормирование характеристик сенсоров в датчиках давления ОВЕН производится с использованием высококачественного промышленного микропроцессора немецкой фирмы ZMD, что обеспечивает:
 
  • минимально возможную основную суммарную погрешность;
  • высокую температурную устойчивость;
  • стабильность «нуля» и других характеристик датчика.
В микропроцессорных датчиках давления ОВЕН реализована современная технология цифровой полиномиаль­ной компенсации для нормирования сигнала сенсора. Дополнительная цифровая полиномиальная температурная компенсация с дополнительным циклом калибровки производится при температуре +80 0С, что позволяет гарантировать температурную погрешность не более 0,1 % на каждые 10 0С.
 
Модификации и области применения датчиков давления ОВЕН ПД100
 
 
Преобразователи давления ОВЕН ПД100 применяются практически во всех системах автоматического регулирования и управления технологическими процессами на вспомогательных и основных общепромышленных производствах, а также объектах ЖКХ. Рекомендуемая рабочая среда для датчиков ОВЕН ПД100 – различные жидкости (в том числе агрессивные), пар, газы (в том числе метан), парогазовые и газовые смеси, не агрессивные к материалу измерительной мембраны и уплотнения сенсора, при давлении, не превышающем верхний предел измерения датчика. Линейка датчиков ПД100 имеет специализированные исполнения для пищевой и химической промышленности, холодильной техники и т.п.
 
ОВЕН ПД100 модель 311. Преобразователь для ЖКХ
 
Предназначен для систем регулирования и управления на объектах жилищно-коммунального хозяйства: тепловых пунктах, прямых и обратных трубопрово­дах сетевой воды систем ГВС/ХВС, теплосчетчиках, станциях подкачки воды, водозаборах и т.п.
 
ОВЕН ПД100 модели 111, 171, 181. Преобразователи общепромышленные
 
Предназначены для систем автоматического регулирования и управ­ления на основных и вторичных производствах в промышленности: гидро- и пневмосистемах, системах водоподготовки и теплоснабже­ния, котельной автоматике, автоматике водоканалов, тепловых пун­ктах, объектах газового хозяйства и т.п., где требуется повышенная точность и стабильность выходного сигнала.
 
ОВЕН ПД100-111-EXIA. Преобразователь во взрывозащищенном исполнении
 
Предназначен для использования в газораспределительных и газорегуляторных шкафах, щитах и пунктах (ГРП, ГРПШ, ГРЩ) систем автоматического регулирования газоснабжающих предприятий и газо­вых сетей, в котельной автоматике и на категорированных «опасных» производствах.
 
ОВЕН ПД100 модель 811. Преобразователь на низкие давления для неагрессивных газов
 
Предназначен для создания систем автоматического регулирова­ния и управления в котельной автоматике, системах вентиляции, на тепловых пунктах и т.п.
 
ОВЕН ПД100-ДГ модель 137. Погружной преобразователь гидростатического давления (уровнемер)
 
Применяются в системах измерения и поддержания уровня жидкости на основных и вторичных производствах в промышленности и ЖКХ: водозаборных скважинах и резервуарах, канализационных станциях и емкостях, прудах-отстойниках, водонапорных башнях и т.д.
 
ОВЕН ПД100 модель 141. Преобразователь с открытым сенсором для вязких, загрязненных сред
 
Предназначен для систем автоматического регулирования и управле­ния на основных и вторичных производствах в промышленности, в том числе пищевой, сельском хозяйстве, нефтяной отрасли, на ЦБК, где присутствуют сильно загрязненные и вязкие среды: канализационные стоки, целлюлозные пульпы, пенообразователи, патоки, мазут и т.п.
 
ОВЕН ПД100 модели 115, 115-EXD. Преобразователи для сложных условий эксплуатации в полевом корпусе
 
Предназначены для систем автоматического регулирования и управ­ления в промышленности на основных и вторичных производствах, расположенных в сложных климатических и иных условиях, требующих применения оборудования в «полевом» корпусе: газотранспортных и газораспределительных системах, нефтепромыслах, объектах транс­портировки нефти, НПЗ, предприятиях энергетики, объектах, находящихся в условиях Крайнего Севера, а также плавильных цехах, наземной части горного оборудования, взрывоопасных помещениях и т.п.
 
ОВЕН ПД100 модель 411. Преобразователь для агрессивных низкотемпературных сред
 
Предназначены для систем автоматического регулирования и управ­ления на основных и вторичных производствах в промышленности, в том числе химической, где присутствуют сильноагрессивные среды: кислоты, щелочи и т.п., а также в холодильной технике с использова­нием низкотемпературных и аммиакосодержащих фреонов.
 
 
Датчик давления ОВЕН ПД200 работает по методу емкостного преобразования давления. Чувствительным элементом ОВЕН ПД200 является конденсатор с обкладками, сопряженными с мембраной, воспринимающей измеряемое давление. Деформация мембраны под давлением приводит к перемещению обкладок, и изменению величины емкости конденсатора – преобразование изменения емкости в выходной сигнал с заданной погрешностью происходит в нормирующем преобразователе. Такие сенсоры заметно дороже, но метод позволяет измерять давление с большей точностью.
 
ОВЕН ПД200 предназначены для применения в системах авто­матического регулирования и управления основными техноло­гическими процессами в различных отраслях промышленности. Рабочая среда для датчиков ПД200 – различные жидкости (в том числе агрессивные), пар, газы (в том числе метан), газовые смеси. Преобразователи давления ПД200 имеют «полевое» исполне­ние для применения в системах, размещаемых на «открытом воздухе» в районах со сложными климатическими условиями. ПД200 с взрывозащитой типа «Взрывонепроницаемая оболоч­ка» могут применяться во взрывоопасных зонах.
 
Модификации и области применения ОВЕН ПД200
 
 
ОВЕН ПД200-ДД. Преобразователь дифференциального давления
 
Предназначен для измерения перепада давления на промышленных объектах и объектах ЖКХ в различных системах автоматического кон­троля, регулирования и управления технологическими процессами: рас­ход на сужающих устройствах (имеется корнеизвлекающая функция), измерение уровня в герметичных емкостях под давлением, контроль засоренности фильтров, контроль работы насосов, вентиляторов и т.п.
 
ОВЕН ПД200-ДИ. Преобразователь избыточного давления
 
Предназначен для измерения давления или уровня жидкости в системах автоматического регулирования и управления на основных и вторичных производствах в промышленности и ЖКХ: газораспредели­тельных системах, узлах учета газа, объектах энергетики, котельных, парогенерирующих объектах, вентиляционных системах и т.п.
 
 
ОВЕН ПД150 – датчик давления для котельной автоматики и вентиляционных систем с масштабируемым выходным сигналом (4…20 мА или RS-485 Modbus) и двумя силовыми реле. ПД150 совмещает функции первичного измерительного датчика и вторичного управляющего прибора и предназначен для контроля давления неагрессивных газов, в том числе горючих и дымовых.
 
 
ОВЕН ПД150 измеряет предельно низкие давления (от 250 Па) и обеспечивает высокую точность и временную стабильность харак­теристик. Прибор имеет два вида исполнений: настенное и щитовое, а также простое и наглядное меню для задания уставок реле, коррекции «нуля» и диапазона измерений с помощью кнопок на лицевой панели.
 
Датчик применяется в котельных для контроля давления в контурах подачи горючего газа и воздуха, разряжения в топке котла и давления дымовых газов. В системах вентиляции и кондиционирования воздуха ПД150 применяется для контроля степени загрязненности воздушных фильтров и работоспособности вентиляторов. ПД150 может также применяться в испытательной и лабораторной технике, например, в «чистых помещениях».
 
По материалам ВО ОВЕН