如何選擇高溫壓力傳感器與冷卻元件？
由于工業(yè)制造中常見的惡劣環(huán)境，壓力測量通常是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。高溫對于電子元件來說是一個特別的問題，因為電子元件通常具有較低的耐熱性。高溫傳感器是在高溫環(huán)境下測量壓力的最常見解決方案，盡管對于某些應(yīng)用來說，使用冷卻元件減少熱量可能是更好的選擇。例如，普通傳感器通常適用于低于80°C(176°F)的工作溫度。因此，測量壓力往往是在高溫傳感器和冷卻元件之間進(jìn)行選擇，兩者各有優(yōu)缺點。
高溫壓力傳感器
換能器通常將能量從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，盡管能量通常是信號。它們通常用于自動化系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)通常通過測量力、運動、溫度和壓力等物理量來控制。傳感器是一種特定類型的換能器，它感測其環(huán)境的物理屬性并報告該變化，通常以電信號的形式。例如，壓力傳感器檢測壓力并將其報告給顯示壓力的儀表。
高溫壓力傳感器不包含電子元件，比普通壓力傳感器具有更高的耐熱性。這些器件的額定室溫最高可達(dá)343°C(649.4°F)，具體取決于具體型號。這種類型的優(yōu)質(zhì)壓力傳感器可以在高溫下提供高度穩(wěn)定的測量。例如，某些型號可以在38°C(100°F)時以0.25%的精度和0.1%的熱漂移測量壓力。
高溫壓力傳感器的壓力范圍變化很大，從每平方英寸15磅(psi)到超過10，000 psi。這些壓力傳感器可能有美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)的校準(zhǔn)記錄。制造商也可以在傳感器生命周期的不同階段對其進(jìn)行校準(zhǔn)。
通過使用薄膜技術(shù)，這種高水平的性能是可能的，該技術(shù)使用濺射沉積在探頭和基板之間形成分子鍵。這種制造技術(shù)幾乎消除了傳感器校準(zhǔn)的變化，包括蠕變、漂移和偏移。高溫壓力傳感器還應(yīng)該有一個由不銹鋼制成的壓力腔和一個雙重隔離的外殼，以確保在惡劣的工作環(huán)境中裝置的完整性。全焊接結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步提高壓力傳感器對物理應(yīng)力的承受能力。
冷卻元件
冷卻元件通常依靠對流傳熱的原理，這是由于流體的運動而傳遞熱量的機(jī)制。相比之下，傳導(dǎo)熱傳遞是由于分子振動引起的能量傳遞。除了冷卻元件，對流也用于許多其他工程實踐中。
冷卻元件可能能夠降低介質(zhì)溫度，這通常是比高溫傳感器便宜得多的解決方案。這種方法允許壓力保持不變，假設(shè)介質(zhì)密度在正常操作范圍內(nèi)不會受到溫度變化的顯著影響。冷卻元件通常可在空氣和水中工作，但不適用于液壓油等油介質(zhì)。在這些應(yīng)用中必須使用高溫傳感器，因為這種介質(zhì)的粘度高度依賴于溫度。
冷卻元件應(yīng)由不銹鋼制成，以最大程度地抵抗大多數(shù)過程介質(zhì)的腐蝕。這種鋼的鎳含量通常為1.25%，鉻含量在0.65%至0.8%的范圍內(nèi)。冷卻元件在38°C(100.4°F)時應(yīng)能承受5,000 psi的最大壓力，在400°C(752°F)時應(yīng)能承受3,500 psi的最大壓力。它還會將傳感元件處的液體過程溫度從260降低到38°C(500°F到100.4°F)。
