淺談石化行業(yè)中國(guó)產(chǎn)化壓力傳感器的應(yīng)用研究

在傳感器靜電容量檢測(cè)電路中，富士公司采用了混有數(shù)字/模擬電路的ASIC，不僅實(shí)現(xiàn)了高速檢測(cè)，而且，降低電路中電磁干擾帶來(lái)的檢測(cè)誤差，同時(shí)提高了檢測(cè)精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。

FCX-AⅡ系列變送器的另一個(gè)獨(dú)創(chuàng)技術(shù)是基于雙溫度傳感器的溫度補(bǔ)償。通過內(nèi)置在傳感器單元中的溫度傳感器和內(nèi)置在電子裝置中的溫度傳感器，分別對(duì)傳感器部分和電路部分進(jìn)行溫度補(bǔ)償，提高變送器的溫度特性。

3.2西門子公司SITRANSPDSⅢ系列壓力變送器

采用西門子專利技術(shù)的硅材料傳感器，DSⅢ系列壓力變送器適用于各種壓力、差壓、絕壓和液位測(cè)量。它應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)，由傳感器單元和電子放大單元組成。傳感器單元包括差壓傳感器、絕壓傳感器和溫度傳感器。通過絕壓傳感器和溫度傳感器，對(duì)差壓傳感器全量程范圍內(nèi)的靜壓特性和溫度特性進(jìn)行充分的計(jì)算補(bǔ)償，使DSⅢ系列差壓變送器具有非常優(yōu)異的靜壓特性和溫度特性。

DSⅢ系列壓力變送器有300年一次的故障發(fā)生率，是為應(yīng)用于高安全和可靠性要求的場(chǎng)合而設(shè)計(jì)的。只需一臺(tái)DSⅢ系列壓力變送器即可獲得與2臺(tái)常規(guī)變送器相同的安全等級(jí)。這意味著安裝、運(yùn)行和維護(hù)的成本大大降低。DSⅢ系列壓力變送器的精度可達(dá)0.075%，5年長(zhǎng)期漂移小于0.25%(實(shí)測(cè)1年)。

DSⅢ系列智能差壓變送器，結(jié)構(gòu)上具有獨(dú)立的壓力測(cè)量敏感元件和獨(dú)特的不起測(cè)量作用的中心膜片。測(cè)量元件兩端壓力通過密封膜片和填充液傳遞給硅壓力傳感器。當(dāng)壓力超過測(cè)量極限時(shí)，過載保護(hù)膜片產(chǎn)生變形，直至其貼到測(cè)量元件的內(nèi)壁上，以保護(hù)硅壓力傳感器避免過壓損壞。不起測(cè)量作用的中心膜片結(jié)構(gòu)使DSⅢ系列壓力變送器具有極好的過壓保護(hù)能力。西門子硅傳感器采用壓阻式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。測(cè)量膜片由于受到所施加的差壓而變形，安裝在它上面的4只電阻應(yīng)變計(jì)的阻值隨之變化，并使得電阻橋路的輸出電壓與壓差成比例的變化。

在進(jìn)行絕壓測(cè)量時(shí)，DSⅢ系列變送器需要使用絕壓測(cè)量元件。被測(cè)壓力通過隔離膜片和填充液傳遞到絕壓傳感器，使測(cè)量膜片發(fā)生形變。絕壓傳感器采用壓阻式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，測(cè)量原理與差壓傳感器相同。

3.3國(guó)產(chǎn)的壓力變送器

國(guó)產(chǎn)的壓力變送器，如西安交通大學(xué)維納儀器有限責(zé)任公司在MEMS壓力傳感器科研及其產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)行了一系列嘗試，其生產(chǎn)的WYB1型壓阻式壓力變送器采用半導(dǎo)體擴(kuò)散硅壓力傳感器及專用放大電路組成，具有精度高、電路調(diào)試方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，且具有一體化結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)的安裝和使用，外形小巧美觀，具有多種結(jié)口形式和多種引線方式。

本文分析了石化行業(yè)對(duì)壓力變送器的需求，微壓力傳感器具有許多傳統(tǒng)壓力傳感器不具備的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足石化行業(yè)對(duì)壓力傳感器的要求。介紹了當(dāng)前石化領(lǐng)域正在使用的MEMS壓力傳感器及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn);對(duì)比國(guó)內(nèi)外廠商生產(chǎn)的壓力傳感器性能，明確了壓力傳感器國(guó)產(chǎn)化問題的關(guān)鍵是如何提高傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性問題。