単結晶シリコン圧力トランスミッターは、ドイツの MEMS 技術と全溶接センサー モジュールを使用して製造された単結晶シリコン チップをベースにした圧力センサーです。-ピエゾ抵抗効果により圧力変化を 4 ～ 20mA HART などの標準化された電気信号に変換し、石油化学、製薬、航空宇宙産業で液体、気体、または蒸気の圧力、レベル、密度を測定するために広く使用されています。
このデバイスの核となるのは単結晶シリコンのピエゾ抵抗センサーであり、温度補償とデュアル過負荷保護ダイヤフラム構造を統合し、電磁干渉耐性を提供します。ナノ-単結晶シリコン素材と高-純度ダブル- サスペンション設計を利用して、0.075%FS の精度、200:1 の最大レンジ比を達成し、広い温度範囲での動作（-40 ～ 120 度）、および IP66/IP67 保護等級をサポートします。 -HART プロトコルが組み込まれており、HART375 やその他のデバイスを介したパラメータ設定や通信に使用できるため、防爆および衛生用途などの複雑な産業環境に適しています。
動作原理
センサー モジュールは全溶接技術を採用しており、内部には統合された過負荷ダイヤフラム、圧力センサー、温度センサーが含まれています。-温度センサーは温度補償の基準値となります。圧力センサーの正圧側はセンサー ダイアフラム ハウジングの高圧室に接続されており、負圧側は低圧室に接続されています。-圧力は隔離ダイアフラムと充填流体を通ってセンサー内のシリコンチップに伝達され、圧力センサーチップの抵抗が変化し、その結果検出システムの出力電圧が変化します。この出力電圧は圧力変化に比例し、アダプターユニットとアンプによって標準化された信号出力に変換されます。
動作原理M結晶シリコンピエゾ抵抗圧力センサー
ピエゾ抵抗圧力センサーは、単結晶シリコンのピエゾ抵抗効果を利用しています。弾性要素として単結晶シリコンウェハが使用されます。集積回路技術を使用して、一連の等価抵抗が単結晶シリコン ダイアフラム上で特定の方向に拡散され、ブリッジ回路に接続されます。単結晶シリコンウェハはセンサーキャビティ内に配置されます。圧力が変化すると、単結晶シリコンに歪みが生じ、その上に直接拡散された歪み抵抗が測定された圧力に比例して変化します。対応する電圧出力信号がブリッジ回路によって取得されます。
単結晶シリコン圧力センサーの構造: 主なコンポーネントは、2 つのプロセス ダイアフラム、中央のシリコン センサー、充填オイルとプロセス接続です。
関数
単結晶シリコンの圧力/差圧トランスミッタは、液体、気体、蒸気のレベル、密度、圧力を測定し、4-20mA HART 電流信号出力に変換するために使用されます。また、パラメータ設定やプロセス制御のために HART375 または BST モデムと通信することもできます。従来の圧力トランスミッタとの違いは、センサー材料としてナノ単結晶シリコンを使用していることです。
トラブルシューティング
送信機測定部の検査
1. フランジを取り外し、敏感な部品のダイヤフラムに変形、損傷、油漏れがないか確認します。
2. 敏感なコンポーネントを取り外さずに補償プレートを取り外し、ハウジングに対するピンの絶縁抵抗を確認します。 100V 以下の電圧では、絶縁抵抗は 100MΩ 以上である必要があります。
回路とエア供給を接続します。圧力信号が範囲の上限に達した場合は、エアの供給を停止します。出力電圧と読み取り値は安定したままでなければなりません。出力電圧が低下した場合は、トランスミッターの漏れを示します。石鹸水を使用して漏れの場所を特定できます。
回路検査
1. 電源を接続し、送信機の出力端子の電圧信号の状態を確認します。出力電圧がない場合は、まず電源電圧が正常であり、電源要件を満たしているかどうかを確認してください。電源、伝送器、負荷機器間の配線に誤りがないか確認してください。トランスミッタ端子に電圧がないか、極性が逆の場合、電圧信号が出力されないことがあります。これらの原因を除外した後、アンプ基板回路内のコンポーネントが損傷していないかどうかをさらに確認します。回路基板のコネクタの接触不良がないか確認してください。故障箇所は、正常な機器の測定電圧と故障した機器の対応する測定電圧を比較することによって特定できます。必要に応じて、故障したアンプボードを交換します。フロー-タイプの送信機を検査するときは、J-タイプのアンプ基板の静電気対策に特別な注意を払う必要があります。-
2. 電源を接続します。入力圧力信号を与えた後、トランスミッタの出力が高すぎる（10VDC を超える）か低すぎる（2.0VDC 未満）場合、入力圧力信号を変更したり、ゼロ点とレンジのネジを調整したりしても応答がない場合は、トランスミッタの出力に欠陥があります。このような故障の場合は、送信機の測定部の敏感な部品の異常に加えて、送信機のアンプ基板上の「発振制御回路」が正常に動作するかどうかを確認する必要があります。高周波変圧器 T1-12 間の通常のピーク電圧は 25~35VP-P である必要があります。周波数は約32kHzです。次にアンプ基板上の各オペアンプの動作状態を確認します。コンポーネントなどに損傷がないか確認してください。このタイプの障害では、アンプ基板の交換が必要になります。
オンサイトのトラブルシューティング-
1. 主要コンポーネントがブロックされているか、正しくインストールされていません。圧力タップが適切に配置されていません。
2. 圧力タッピングラインに漏れがあるか、詰まっています。充電ラインに残留ガスまたは液体が残っている。トランスミッターのプロセスフランジに堆積物が存在し、測定の不感帯が生じます。
3. 送信機の配線が間違っています。電源電圧が高すぎるか低すぎる。指示計と計器の端子間の接続部の接触不良。
4. 技術的要件に従った設置が不十分である。設置方法や設置場所の環境が技術要件を満たしていない。
