壓力傳感器(PressureTransducer)是能感受壓力信號,并能按照一定的規(guī)律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器通常由壓力敏感元件和信號處理單元組成。按不同的測試壓力類型,壓力傳感器可分為表壓傳感器、差壓傳感器和絕壓傳感器。壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器,其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。
將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。通常把壓力測量儀表中的電測式儀表稱為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件(或應變計)組成。彈性敏感元件的作用是使被測壓力作用于某個面積上并轉換為位移或應變,然后由位移敏感元件或應變計轉換為與壓力成一定關系的電信號。有時把這兩種元件的功能集于一體。力學傳感器的種類繁多,但常用的壓力傳感器有電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器,光纖壓力傳感器等。壓力傳感器按壓力種類分類;應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器,它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。
壓力傳感器在科學研究的應用
在基礎科學研究中,傳感器具有突出的地位。例如,在開拓新能源新材料等具有遠望作用的各種尖端技術研究,如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場和超弱磁場答。顯然,要獲取大量人類感官無法獲取的信息,沒有相應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙,首先就在于對研究對象的信息獲馭存在困難,而些新機理和尚靈敏度的檢測儀器的出現(xiàn),往往會導致該領域內的突破。一些傳感器的發(fā)展,往往是一些邊緣學科抒發(fā)的先驅。
壓力傳感器在工業(yè)生產的應用
工業(yè)領域應用的傳感器,如工藝控制、工業(yè)機械以及傳統(tǒng)的;各種測量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)的;測量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運動、速度、負載以及強度)的,以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。這些傳感器在工業(yè)生產中用來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數(shù),促設備工作在正常狀態(tài)或是最佳狀態(tài),并使產品達到最好的質量。因此可以說,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代生產也就失去了基礎。
壓力傳感器在醫(yī)療行業(yè)中的應用
隨著醫(yī)療設備市場的發(fā)展,對壓力傳感器在醫(yī)療行業(yè)中使用提出了更高的要求,如精度、可靠性、穩(wěn)定性、體積等都需要加以改進。壓力傳感器在微創(chuàng)導管消融術和體溫傳感器測量中有著較好的應用。
微創(chuàng)手術不僅可以減少手術部位的創(chuàng)傷,而且大大減輕患者的疼痛,恢復過程也很快。能達到這樣的要求,除了醫(yī)生的手術操作經驗之:外,還與各種醫(yī)療監(jiān)測設備。現(xiàn)在很多用于此操作的醫(yī)療器械都是微小的,像各種各樣的導管和消融設備。導管包括熱稀釋導管、尿道管、食管導管和中心靜脈導管和顱內壓力容器等,它們除具有導電功能,導管在溫度或壓力傳感器,患者的病理檢查和微創(chuàng)手術的順利進行提供了重要保障,溫度和壓力參數(shù)是成功操作的關鍵參數(shù)。
傳感器能夠放置在靠近患者的位置對于許多應用來說非常關鍵,比如在透析應用中,準確地測量透析液和靜脈壓力就非常重要。壓力傳感器必須能夠精確地監(jiān)測透析液和血液的壓力以確保其維持在所設定的范圍內。
此類型應用需求傳感器必須外形小巧且能夠耐受液體介質。在許多情況下,與液體介質不兼容的傳感器需要額外安裝部件來保護它,增加了產品的體積、費用以及復雜性。液體介質耐受力在監(jiān)測病人呼吸時顯得特別重要,因為此處的傳感器必須能夠承受病人的咳嗽和呼出的潮濕空氣。
壓力傳感器在石化行業(yè)中的應用
壓力傳感器是石化行業(yè)自動控制中使用最多的測量裝置之一。在大型的化工項目中,幾乎包含了所有壓力傳感器的應用:差壓、絕壓、表壓、高壓、微差壓、高溫、低溫,以及各種材質及特殊加工的遠傳法蘭式壓力傳感器。幾乎石化行業(yè)對壓力傳感器的需求主要集中在可靠性、穩(wěn)定性和高精度3個方面。其中,可靠性和許多附加需求,如,量程比、總線類型等,依賴變送器的結構設計、機械加工工藝水平和結構材料。壓力變送器的穩(wěn)定性和高精度則主要由壓力傳感器的穩(wěn)定性和測量精度保證。
與壓力變送器的測量精度相對應的是壓力傳感器的測量精度和響應速度,與壓力變送器的穩(wěn)定性相對應的是壓力傳感器的溫度特性和靜壓特性以及長期穩(wěn)定性。石化行業(yè)對壓力傳感器的需求就體現(xiàn)在測量精度、快速響應、溫度特性和靜壓特性、長期穩(wěn)定性4個方面。