高温压力传感器及冷却原件

由于工业制造中经常出现恶劣环境，压力测量通常是具有挑战性的任务。对于耐热性通常较差的电子元件来说，高温是一种特殊的问题。高温传感器是测量高温环境压力的最常用解决方案，尽管使用冷却元件减少热量可能是某些应用的更好选择。例如，普通传感器通常适用于低于80°C（176°F）的工作温度。因此，测量压力倾向于在高温传感器和冷却元件之间进行选择，每个都具有特定的优缺点。

传感器通常将能量从一种形式转换为另一种形式，尽管能量通常是一种信号。它们通常用于自动化系统，后者通常通过测量物理量来控制，例如力、运动、温度和压力。传感器是一种特定类型的传感器，它感测其环境的物理特性并报告该变化，通常以电信号的形式。例如，压力传感器检测压力并将其报告给显示压力的仪表。

高温压力传感器不包含电子元件，所以耐热性比普通压力传感器更好。这些装置的室温通常高达343°C（649.4°F），主要取决于具体型号。这种类型的优质压力传感器可以在高温下提供高度稳定的测量。例如，某些型号可以在38°C（100°F）的温度下测量压力，精度为0.25％，热漂移为0.1％。

高温压力传感器的压力范围变化很大，从15磅/平方英寸（psi）到10,000psi以上不等。美国国家标准技术研究院（NIST）的校准记录可用于这些压力传感器。制造商还可以在其传感器生命周期的各个阶段对其进行校准。

通过使用薄膜技术可以实现这种高水平的性能，薄膜技术使用溅射沉积物在量规和基板之间形成分子键。这种制造技术几乎消除了传感器校准的变化，包括蠕变、漂移和移位。高温压力传感器还应具有由不锈钢制成的压力腔和双隔离壳体，以确保装置在恶劣的操作环境中的完整性。全焊接结构将进一步增加压力传感器对物理应力的耐受性。

高温压力传感器提供毫伏输出，这意味着它们需要外部放大器将其转换为4至20 mA或0至10V信号。对外部放大器的需求也将增加系统的价格。

一种用于将温度从传感器传输到显示设备的新技术涉及到将DIN放大器安装在轨道上。这种方法允许放大器接受许多常见的温度信号输入和过程。输出可能只使用两根导线，尽管3线的观点会隔离电压。使用双继电器输出的放大器也应将继电器彼此隔离。此类放大器的输出信号通常介于4和20 mA之间。轨道安装式温度变送器的温度范围也应与温度成线性关系。

温度变送器应支持轻松地通过USB端口进行配置。此功能允许用户使用标准USB电缆将变送器连接到PC，并从变送器上传配置数据。然后，用户可以使用软件进行所需的更改，并将新配置下载回变送器。变送器在此过程中不需要额外的电源，因为它可以从USB接口接收必要的电能。

这种类型的变送器还应接受来自按钮的隔离输入，在与输出信号相同的范围内进行修剪调整。LED指示此过程中的修整阶段。如果在配置期间不需要调整，则应锁定修剪功能。LED指示正常操作期间信号输入何时超出范围。

冷却元件通常依赖于对流传热原理，对流传热是由于流体的运动而传递热量的机制。相反，传导传热是由于分子振动引起的能量传递。除冷却元件外，对流还用于许多其他工程实践中。

冷却元件可能能够降低介质温度，这通常是比高温传感器便宜得多的解决方案。假设介质密度不受正常操作范围内的温度变化的显著影响，该方法允许压力保持不变。冷却元件通常在空气和水中都起作用，但不适用于油介质，如液压流体。在这些应用中必须使用高温传感器，因为该介质的粘度极其依赖于温度。

冷却元件应由不锈钢制成，以提供大多数工艺介质的最大耐腐蚀性。该钢的镍含量通常为1.25%，铬含量为0.65%至0.8%。冷却元件在38°C（100.4°F）时应能承受5,000 psi的最大压力，在400°C（752°F）时应能承受3,500 psi的最大压力。它还应该在传感元件处将处理液的温度从260°C降低到38°C（500°F到100.4°F）。