气动应用中如何选择重载压力传感器

作者:   发布时间:2014/4/28 10:56:42   浏览次数:2152

气动应用中如何选择重载压力传感器


在气动应用中，重载压力传感器可用于测量和控制高压压缩空气和气体的压力。气动应用的核心是空气压缩机，其作用是提供压缩空气驱动气动设备或工具。在空气压缩机中，压力传感器能够将测量的压缩空气压力转换为数字或模拟电子信号，可在制造、建筑、化工、气动工具、石油和天然气、食品饮料行业以及医疗设备应用中实现精确控制。重载应用的压力测量范围通常为100至1000 PSI。在工业空气压缩机中，重载压力传感器可用于测量和控制入口和出口压力、过滤器压降、冷却水入口和出口压力以及压缩机机油压力。传感器对于保持压缩机的性能和效率起着关键作用。例如，霍尼韦尔PX2压力传感器能够测量储气罐内的气压。（如图1所示）。储气罐内气压用来控制压缩机的启动和关闭。图1所示的空气压缩机适用于各类工业应用，包括使用PET瓶中的压缩空气实现塑料瓶的吹塑成型，以及操作气锤、气钉枪和手提钻等气动工具。


气动应用中如何选择重载压力传感器


与工业系统应用压缩空气情形一致——储气罐压力下降时，即触发启动空气压缩机；压缩机将持续运行，直至气压达到预设值时关闭。


传感器通常用于两种压力测量：（1）确定输出到使用设备的压缩空气量是否适当；（2）监测气压泄漏，用于压力管路的维护。为实现和维持更好的压缩机性能，选择传感器时应主要依据可靠性和气压测量精度这两个标准。选择重载压力传感器时，需考虑许多关键性能技术参数，包括总误差范围 (TEB)、可配置性及耐用性。此外，还需考虑其它一些重要参数，包括校准、零点输出以及宽压力范围等。以上所有因素均能影响产品性能、上市时间以及客户总体应用成本。


传感器的选择标准应满足系统一致性和可靠性的全部需求。为气动空气压缩机应用选型时，设计工程师需考虑以下四点：


精度和一致性：选择传感器时，总误差范围是最为重要的技术参数。总误差范围包含了传感器所有可能误差，表明了装置在补偿温度范围（如-40℃至125℃）内的真实精度。例如，±2%的总误差范围表示在工作温度范围内，不管压力是上升或下降，传感器误差不大于量程的2%。了解总误差范围对于确保传感器能够在压力范围及工作温度范围内的精确使用至关重要，这样才能够提供一致性好、可靠性和可重复性高的空气压力读数输出。这种特点的优势在于：因为传感器间的精度差异极小，因此传感器的可互换性好；传感器不必测试和校准；有助确保系统精度。以上优点对于终端产品的质量控制非常关键。


需特别指出的是，一些传感器生产商在产品数据手册上并没有提供总误差范围。在许多情况下，他们仅提供精度误差（压力非线性、迟滞及非重复性），这些精度误差只是总误差范围的一部分（如图2所示）。因此很难比较和评估不同厂商生产的传感器。


气动应用中如何选择重载压力传感器

气动应用中如何选择重载压力传感器

传感器总误差范围包含的所有误差。


可配置性：应寻找一种能够为设计工程师提供多种关键技术参数选项的产品平台。传感器选型包括连接器和电缆、压力接口、压力类型和范围以及输出形式等关键技术参数选项。这样，定制设计可在现有解决方案的基础上，根据自身应用需求配置传感器，而无需寻找不同的供应商，进行供应商资格认定和样品测试。选择一个优异的产品平台表明，设计工程师可以通过选择标准选项自己完成产品的定制设计。这种特点的优势：使设备成本更低；减少总体设计、集成及实施成本；加速设备样机研制以快速上市。此外，由于供应商可重复利用成熟的技术、设计和工艺，因此降低了潜在的设计和采购风险。


耐用性：传感器必须具有广泛的恶劣介质兼容性、宽泛的工作温度范围（-40℃至125℃）以及IP69等级密封防护。它们还必须提供EMC电磁兼容保护，并且要满足CE指令。此外，基于压阻式检测和ASIC（专用集成电路）信号调理技术的传感器，能够与多种恶劣介质兼容。对于传感器中每种与介质直接接触的材料均需认真考虑。例如，带不锈钢外壳的传感器能够防护更多的恶劣介质。这种特点的优势：使传感器可在恶劣环境中使用。


汽车传感器：市场份额快速增长


据报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。


　　一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统）传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。


　　目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

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