I. Pendahuluan
Di bidang pengendalian proses industri, pengukuran tekanan/tekanan diferensial merupakan elemen inti untuk memastikan keselamatan produksi dan stabilitas operasional. Sensor kapasitansi logam tradisional atau sensor silikon piezoresistif rentan terhadap kelelahan diafragma, zero drifting, dan bahkan kerusakan struktural dalam kondisi pengoperasian ekstrem, sehingga sulit memenuhi tuntutan skenario kompleks yang melibatkan beban berlebih tinggi dan benturan kuat. Memanfaatkan desain perlindungan beban berlebih dan stabilitas mekanis yang sangat baik, monosilikonSensor Tekanantelah menjadi solusi pengukuran pilihan di industri seperti petrokimia, tenaga listrik, dan metalurgi. Artikel ini akan menguraikan secara sistematis keunggulan teknis dan nilai penerapan sensor kelebihan beban tinggi monosilikon, menggabungkan prinsip struktural dengan skenario industri praktis.
II. Prinsip Struktur Sensor Kelebihan Beban Tinggi Monosilikon
2.1 Struktur Inti dan Mekanisme Perlindungan Kelebihan Beban
Monosilikon kelebihan beban tinggiSensor Tekananmengadopsi struktur pelindung multi-lapisan yang terdiri dari diafragma isolasi ganda, diafragma tengah, dan-transmisi tekanan berisi oli. Prinsip inti diilustrasikan pada gambar:
- Jalur Transmisi Tekanan:Tekanan sedang pada-sisi tekanan tinggi/sisi tekanan-rendah bekerja pada diafragma isolasi. Tekanan disalurkan secara merata ke diafragma tengah bergelombang melalui minyak silikon yang diisi secara internal, kemudian dialirkan melalui jalur minyak ke chip monosilikon atas. Terakhir, chip mengubah perbedaan tekanan menjadi keluaran sinyal listrik.
Mekanisme Perlindungan Kelebihan Beban Tinggi:
- Batasi Perlindungan:Diafragma tengah terbuat dari bahan khusus. Di bawah tekanan beban berlebih (misalnya, tekanan berlebih, dampak palu air), ia dapat berubah bentuk, mencegah transmisi tekanan ke chip, sehingga melindunginya.
- Penyangga Isolasi:Dua diafragma isolasi berfungsi sebagai garis pertahanan pertama. Bekerja sama dengan diafragma tengah, keduanya dapat menahan benturan-tekanan tinggi seketika. Ketika diafragma isolasi bersentuhan dengan media dan diafragma tengah berubah bentuk secara bersamaan, hal ini mencegah transmisi tekanan lebih lanjut ke chip. Diafragma isolasi juga mengisolasi media dari elemen penginderaan inti.
- Oli-Pemerataan Tekanan Terisi:Minyak silikon bertindak sebagai media transmisi tekanan, mendistribusikan tekanan secara merata, menghindari konsentrasi tekanan lokal, dan selanjutnya meningkatkan ketahanan benturan.
2.2 Keuntungan Mekanis Bahan Monosilikon
Bahan monosilikon menawarkan histeresis yang sangat rendah,-batas elastis yang sangat tinggi, dan-stabilitas jangka panjang:
- Modulus elastis yang stabil, dengan hampir tidak ada penyimpangan kinerja mekanis pada rentang suhu yang luas -40 derajat hingga 125 derajat.
- Kekuatan luluh jauh lebih tinggi dibandingkan bahan logam tradisional, mampu menahan tekanan berlebih beberapa kali lipat rentang pengukuran tanpa deformasi plastis.
- Struktur kristal yang seragam memastikan linearitas dan pengulangan konversi tekanan-ke-sinyal listrik.
