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技术文章
PT-S压力变送器（陶瓷电容膜片）应用
点击次数：600 发布时间：2011/9/30 15:12:42
在实际工程应用中，PT-S压力变送器（陶瓷电容膜片）与采用扩散硅及陶瓷压阻膜片制作的压力变送器比较有着以下显著的技术优点：
● 抗过压冲击能力强（可达量程的2～5倍）。
● 抗干扰性能佳（不受外界温度、光照、介质洁净程度等因数影响）。
● 陶瓷测量表面，耐腐蚀及抗污能力强（可轻易将陶瓷表面搽拭干净）。
● 的工艺（采用了透气不透水的高分子塞），有效地保障了产品的使用寿命并克服了产品在大自然中的冷凝结露现象所引发的故障。
● 零点的迁移及量程的整定更容易（可直接在接线盒部分进行调整）。
● 精度较高，可做到0.1级。
目前该型产品已广泛用于华能漫湾、景洪、贵州天生桥等大中型水电厂。
该产品为何有诸多优点，我们要从传感器的发展历史来看，压力变送器主要经历了以下几个阶段：
一、早期阶段
在压力变送器发展初期，主要以应变片、应变丝及压阻式等产品为主。依靠应变金属片或压阻膜片随压力变化产生形变来使电阻值发生变化，再将变化的电阻信号转变为电流及电压信号。
由于此类传感器受温度、时间、分子结构等变化的影响较大，线性度差，工作不稳定，精度也不高，一般为1%，通过智能化补偿可提高为0.5%。其价格一般在几百元至千元之间，主要用于要求较低的民用、化工等场合。
二、中期阶段
从上世纪八十年代早期开始，扩散硅逐渐成为压力变送器的主流形式。其工作原理是，扩散硅表面受压力作用而产生空穴、电子对的变化，使材料的导电性能发生变化，通过惠斯登电桥将电阻变化信号转变为电流及电压信号。
由于扩散硅传感器比较娇气，通常通过应变膜片和充硅油来间接检测压力。由于扩散硅受压力变化的影响，对光、温度及电磁也比较敏感，必须采用温度补偿等技术来减弱光和温度的影响，精度也只能达到0.3%。此外，受充硅油高真空技术难度的限制，线性度也不理想。另外传感器信号输出较弱，一般为几mV级，传感器与变送器不能实现分体。
现在市场上*为常见的多属扩散硅型，相对干式陶瓷电容型价格便宜，但是其膜片很娇气，对工作环境差、液位变化大且频繁工作环境不能很好使用，用此类传感器作成的液位变送器外都被不锈钢探头包裹，只留一些小孔在探头底部和侧面，以防外界硬物触碰，但随之增加了新问题－－－－容易堵塞，且清洗困难。目前市场上常见扩散硅静压式液位变送器探头图片如右图：
三、现阶段
当前技术的为干式陶瓷电容液位变送器。高强度陶瓷衬底作电容的一级，另一级由氧化铝陶瓷膜片，两者保持微小距离。外界压力作用使薄的膜片向较厚膜片贴近，两膜片间的间距发生变化，从而使两片间的电容值发生变化。由于容值的变化仅受两膜片间距的变化影响，也就是只受外界压力的影响，所以线性度得到了大大的改善，精度高达0.1%以上。此外，它的另外一些主要优点是，传感器输出信号强，高达5V；抗干扰能力也较强，且抗过压可达量程的2-5倍,高稳定性和耐用性使得它能广泛应用于控制要求较高的场合。
干式陶瓷电容液位变送器中选用的传感器直接裸露于探头端面，因为其传感器特点务须担心用于工况较差的环境，而且即使探头有污垢清洗也很方便（可直接用软质物品擦拭），不失为一种理想的工业产品。
附干式陶瓷与扩散硅传感器性能比较表
| LT-J干式陶瓷液位变送器与扩散硅液位变送器的比较 | ||
| | LT-J干式陶瓷液位变送器 | 扩散硅液位变送器 |
| 传感器 | 干式陶瓷电容 | 扩散硅 |
| 工作原理 | 液位变化转化为电容信号 | 液位变化转化为电阻信号 |
| 本质特点 | 电容变化只与液位产生的静压相关 | 电阻变化除与压力相关外,还与温度、电流等有关 |
| 传感器输出信号 | 采用激光微调电路输出信号高达5V | 采用惠斯顿电桥，输出信号仅为几毫伏 |
| 变送器特点 | 变送器可与传感器分体，便于零点及满量程的调整 | 变送器只能与传感器集成于探头 |
| 线性度 | 高达0.1% | 通过补偿技术可达0.3% |
| 使用寿命 | 8年以上 | 一般1-2年 |
| 抗冷凝结露 | 采用高分子塞，有效滤除空气中水分 | 空气导管裸露大气中 |
| 零点量程 | 可调 | 不可调 |
| 抗干扰能力 | 带抗干扰模块，可防感应雷 | |
原创作者：江苏金湖恒控仪表有限公司
