Der Differenzdrucksender ermöglicht eine präzise Messung und Standardisierung des Differenzdrucks von Flüssigkeiten oder Gasen durch einen präzisen mechanisch-elektrischen Signalwandlungsmechanismus. Sein Kernprozess kann in vier Phasen der Druckübertragung, Membranformung, Kondensatorumwandlung und Signalverarbeitung unterteilt werden.

1. Druckübertragungsmechanismus

Der Differenzdrucksender verwendet eine bilaterale Isolationsmembranstruktur, bei der der Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases auf die Membran wirkt, durch die Dichtflüssigkeit (z. B. Siliziumöl) in der Membran auf die zentrale Messmembran geleitet wird. Die Dichtungsflüssigkeit gewährleistet nicht nur eine schädigungsfreie Druckübertragung, sondern spielt auch die Rolle der Isolierung des Messmediums, verhindert, dass korrosive oder hochviskoze Medien direkt mit dem Sensor in Kontakt kommen und verlängert die Lebensdauer der Geräte.

2. Foliendeformation und Verschiebung

Die zentrale Messmembran ist ein spannendes elastisches Element, das unter beidseitiger Druckdifferenz deformiert wird. Die Verschiebung ist proportional zum Differenzdruckwert und die maximale Verschiebung wird normalerweise innerhalb von 0,1 mm gesteuert, um lineare Reaktion und Messgenauigkeit zu gewährleisten. Membranmaterialien wie Edelstahl 316 müssen ein hohes Elastizitätsmodul und Müdigkeitseigenschaften aufweisen, um sich an langfristige, hochfrequente Vibrationsumgebungen anzupassen.

Kapazitätsänderungen und Signalwandlung

Die Verschiebung der Membran ändert den Abstand zwischen den kondensativen Polen und bildet einen differenziellen Kondensator. Die beidseitige Druckdifferenz führt dazu, dass die Membran zur Niederspannungsseite geneigt wird, wodurch die hohe Spannungsseitige Kapazität verringert und die niedrige Spannungsseitige Kapazität erhöht wird, um einen Kapazitätsdifferenzwert im Verhältnis zum Differenzdruck zu erzeugen. Durch die Erkennung dieser Differenz wird der Schaltungssystem in ein elektrisches Anfangssignal umgewandelt.

Signalverarbeitung und standardisierte Ausgänge

Nach Verstärkung, Filterung usw. wird das ursprüngliche elektrische Signal durch den Mikroprozessorbetrieb in ein Gleichstromsignal von 4-20 mA umgewandelt. Dieses Standardsignal hat die Vorteile einer hohen Störungsschutzfähigkeit und einer weiten Übertragungsentfernung, die auf lange Entfernungen an das Steuersystem übertragen werden kann. Gleichzeitig unterstützt der Mikroprozessor das HART-Kommunikationsprotokoll, um die Parametereinstellung und Fehlerbehebung aus der Ferne zu ermöglichen und das Niveau der Systemintelligentie zu verbessern.