| 為關(guān)鍵環(huán)境選擇合適的壓力變送器 |
| 信息來源： 壓力變送器 | 2024-08-21 點(diǎn)擊量： 6813 |
選擇用于重癥監(jiān)護(hù)通氣的低壓差變送器（DPT）是機(jī)械設(shè)計(jì)師，工程師和建筑師可以做出的較重要的決定之一。這些變送器可在關(guān)鍵環(huán)境中對隔離室壓力進(jìn)行精確監(jiān)控和污染控制。如果選擇和安裝得當(dāng)，它們有助于預(yù)防結(jié)核病（TB）等傳染病的傳播。
保護(hù)性隔離的正壓力，或空氣傳染性隔離控制的負(fù)壓。正壓室的實(shí)例包括醫(yī)院病房，醫(yī)院外科套件，醫(yī)院藥房，藥品和半導(dǎo)體制造潔凈室，生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和動物vivaria。為公眾提供保護(hù)空間的負(fù)壓室包括有結(jié)核病，麻疹水痘或SARS病人的醫(yī)院病房和生物安全實(shí)驗(yàn)室。
為什么在關(guān)鍵環(huán)境中低壓差變送器很重要？
低DPT精確測量臨界室空間壓力相對于相鄰空間壓力的極低壓差，通常是相鄰的走廊或前廳。
差壓梯度用于防止空氣傳播的感染或污染物從受保護(hù)的空間移動到受污染的空間，反之亦然。重癥監(jiān)護(hù)環(huán)境的特點(diǎn)是極端低壓測量，大約0.1WC（25 Pa）FS范圍，或0.0036 PSI。隨著建筑物中的能量消耗繼續(xù)成為一個更重要的因素，正在規(guī)定較低的壓差，但不以犧牲安全為代價。
有三種常用的低DPT類型：壓阻式應(yīng)變儀，電容式變送器 和微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）變送器。壓阻應(yīng)變儀通常由硅制成，并通過金屬 - 金屬鍵合連接到鋼基板。當(dāng)施加應(yīng)變時，會導(dǎo)致單晶膜片的材料變形。這種變形使得惠斯通電橋電路中的電阻器能夠檢測壓力并產(chǎn)生與感測壓力成比例的輸出電壓。該壓阻式應(yīng)變計(jì)具有良好的分辨率和帶寬，通常用于對成本敏感的應(yīng)用。但是，這種變送器存在局限性。它們對溫度變化的高度敏感性和漂移傾向是不利的。然而，主要的問題是這種類型的變送器不能足夠大以使感測的壓力有效地使隔膜變形。雖然隔膜可以做得更薄，但會損害其強(qiáng)度和完整性。使硅膜更大會使其成本過高。在低壓范圍內(nèi)使用時，結(jié)果是噪音并影響長期穩(wěn)定性。因此，它們更適合高壓范圍。使用多晶硅薄膜，粘合金屬箔的變送器，厚膜和濺射薄膜以大致相同的方式操作并且顯示出非常相似的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。幸運(yùn)的是，其他變送器技術(shù)可提供更大的操作優(yōu)勢。
基于電容壓力變送器已成為壓力測量應(yīng)用的支柱。電容式壓力變送器相對于壓阻式壓力變送器的主要優(yōu)點(diǎn)是壓力靈敏度提高，溫度靈敏度降低。其他優(yōu)點(diǎn)包括設(shè)計(jì)簡單，不需要特殊材料，低功耗，高分辨率和低成本。電容式變送器配置包括一個緊湊的外殼，包含兩個平行的緊密間隔的電隔離金屬板。一個板是在施加壓力下能夠輕微彎曲的隔膜; 另一種是絕緣不銹鋼電極。
施加到隔膜的壓差導(dǎo)致隔膜相對于固定電極的位移。由此產(chǎn)生的電容變化由敏感的線性比較器電路檢測，該電路放大并輸出比例，高水平電壓信號。隔膜的極小偏轉(zhuǎn)有助于較大限度地減少滯后和重復(fù)性誤差，同時提供快速響應(yīng)時間。
一種流行的電容選項(xiàng)是MEMS變送器。MEMS變送器將致動器，機(jī)械元件和電子器件集成到通用硅襯底上微技術(shù)。這些變送器可以非常便宜地批量生產(chǎn)。他們也是變得日益很小，隔膜大約為0.02in2。然而，這種小型化存在性能限制，例如不敏感，不準(zhǔn)確和信號漂移。由于MEMS變送器由脆性材料制成，因此它們不能是裝有很大的力量。這是因?yàn)榇嘈圆牧显诟邞?yīng)力下會斷裂。電容式MEMS的較大限制變送器，是小型化限制了他們的壓力敏感性高壓力安裝。
所有壓力變送器都通過隔膜施加的壓力作用。然而，這些應(yīng)用中的壓力非常低，以至于沒有足夠的力來移動壓力傳感膜片，除非它足夠大，例如高達(dá)6in2。不幸的是，它們比這要小得多。有些基于硅膜片的電容式變送器具有出色的機(jī)械彈簧性能，但它們的膜片厚度僅限于0.006。另一方面，由不銹鋼制成的隔膜可以是該尺寸的1/20，從而使它們具有更高的靈敏度。MEMS和集成電路（IC）變送器本質(zhì)上非常小并且將具有非常有限的信號輸出。增加隔膜尺寸只會使硅的成本過高。此外，如果它們的輸出信號被放大，則噪聲成為其性能的重要部分。這些技術(shù)尚未生產(chǎn)出具有足夠信噪比的<1WC范圍變送器，以便在這些安裝中表現(xiàn)良好。
因此，關(guān)鍵應(yīng)用的較好的選擇是電容式變送器。該變送器具有MEMS變送器的所有優(yōu)點(diǎn)，但沒有壓力靈敏度限制。非凡的是他們的2直徑張力金屬膜片。這種相對較大的振膜是宏電容式傳感相對于任何其他低壓傳感技術(shù)具有優(yōu)越性能的原因。事實(shí)上，它可以解決一百萬次。隔膜由不銹鋼制成，厚度是紙張厚度的十分之一。它具有出色的彈性，可以限制其移動到單張紙的寬度。
這意味著該變送器可以設(shè)置為不同的壓力范圍。例如，隔膜可配置低徑向張力，適用于0至0.1 WC的低壓應(yīng)用，并且可配置高徑向張力，適用于0 至100WC的高壓應(yīng)用。張緊變送器應(yīng)允許高達(dá)2 PSI的超壓（取決于范圍） ）沒有損壞單位。此外，構(gòu)成變送器的部件應(yīng)具有匹配的熱系數(shù)，從而提高溫度性能并提供出色的長期穩(wěn)定性。
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