Hoppa till innehål
Pressure-transmitter_side-cut2

Tryckgivarteknologi

En tryckgivare består i grunden av två delar:

  1. Ett sensorelement som omvandlar tryck till en elektrisk signal.
  2. Givarelektronik som förstärker, omvandlar och signalbehandlar den råa sensorsignalen.

Sensorelementet mäter tryck med hjälp av trådtöjningsteknik. Ett tunt sensormembran ändrar form när det påverkas av tryck. Denna förändring kan mätas med en Wheastone-brygga på membranet. En Wheastone-brygga är en elektronisk krets vars elektriska egenskaper förändras när membranet böjs. Förändringen kan mätas med mycket hög noggrannhet, vilket gör att sensors utsignal blir  proportionell mot det applicerade trycket.

I Trafags tryckgivare används primärt två olika typer av sensorelement: tunnfilm-på-stål och tjockfilm-på-keramik. Piezoresistiva sensorer är också vanliga på marknaden men används bara i specialfall i Trafags givare.

Thinfilmonsteel(2)

Tunnfilm-på-stål-sensor

En tunnfilmskrets appliceras på ett stålmembran genom sputtring. Filmen är endast några mikrometer tjock och fungerar som en töjningsgivare.

En tryckgivare med tunnfilm-på-stål-sensor har en svetsad konstruktion, vilket innebär att endast två delar kommer i kontakt med mediet som ska mätas: sensormembranet och tryckanslutningen.

I Trafags tryckgivare är sensormembranet tillverkat av rostfritt stål 1.4542, även känt som AISI 630, ett material med hög mekanisk styrka och god korrosionsbeständighet. Tryckanslutningen och givarhuset finns i olika material. Eftersom tryckanslutningen är svetsad mot sensorn krävs ingen intern O-ring, vilket ger en pålitlig och läckagefri konstruktion.

Tunnfilm-på-stål-sensorer har följande fördelar:

  • Mycket god långtidsstabilitet
  • Tål höga medietemperaturer
  • Svetsad konstruktion utan O-ringar
  • Tål mycket höga övertryck och nominella tryck upp till 3 500 bar
Thickfilmonceramic(2)

Tjockfilm-på-keramik-sensor

I denna typ av sensor är en elektrisk krets tryckt på en keramisk sensorkropp. Tjockfilm-på-keramik-sensorer fungerar på liknande sätt som tunnfilm-på-stål-sensorer: den tryckta kretsen fungerar som en trådtöjningsgivare.

Tjockfilm-på-keramik-tekniken är ett alternativ till tunnfilm-på-stål-tekniken i applikationer där stålsensorer inte är lämpliga, till exempel vid mätning av korrosiva eller kemiskt aggressiva medier. Eftersom keramiska sensorer inte kan svetsas mot tryckanslutningen används en intern O-ring för tätning. Materialvalet för tryckanslutning och O-ring anpassas efter applikationens krav och mediets kemiska kompatibilitet.

Tjockfilm-på-keramik-sensorer har följande fördelar:

  • Tåliga mot aggressiva medier
  • Lämpliga för lågtrycksmätning och absoluttrycksmätning
ASIC

Elektronik och ASIC

Trafags tryckgivare utmärker sig genom hög tillförlitlighet och funktionalitet. Trycksensorn är en central komponent, men givarelektroniken är minst lika viktig. För att säkerställa störningsfri signalbehandling med lågt brus har Trafag utvecklat en egen ASIC, en applikationsspecifik integrerad krets.

ASIC har bland annat följande egenskaper:

  • Stöd för aktuella sensorteknologier: tunnfilm-på-stål, tjockfilm-på-keramik och piezoresistiva sensorer
  • Brett temperaturområde: −40 till +125 °C
  • Signalbehandling med flera parametrar och avancerad 3D-mappning, till exempel för temperaturkompensering

Utforska vidare