Introducción
En el artículo anterior detallamos la clasificación de los sensores de presión por referencia de medición, incluidos los sensores de presión absoluta, los sensores de presión manométrica y los sensores de presión diferencial. Exploramos sus principios de funcionamiento, escenarios de aplicación y factores de selección clave, sentando las bases para elegir el sensor de presión adecuado. Si no has leído la parte anterior, puedeshaga clic aquípara leerlo. Sin embargo, además de la referencia de medición, los sensores de presión también se pueden clasificar por tecnología. Comprender los diferentes tipos de sensores de presión por tecnología puede ayudarnos a encontrar el sensor más adecuado y de alto rendimiento para aplicaciones específicas.
Elegir sensores de presión por tecnología es crucial porque las diferentes tecnologías tienen diferencias significativas en los principios de medición, la precisión, el tiempo de respuesta, la estabilidad de la temperatura y más. Ya sea en automatización industrial, dispositivos médicos, aeroespacial o monitoreo ambiental, seleccionar el tipo apropiado de sensor de presión puede mejorar en gran medida la confiabilidad y eficiencia del sistema. Por lo tanto, este artículo profundizará en los principios de funcionamiento, los escenarios de aplicación y las ventajas y desventajas de los sensores de presión piezoresistivos, capacitivos, piezoeléctricos, inductivos y de fibra óptica, ayudándole a tomar la decisión más informada entre muchas opciones.
Sensores de presión piezoresistivos
Definición y principio de funcionamiento
Los sensores de presión piezoresistivos miden la presión a través de cambios en la resistencia causados por la presión aplicada. El principio de funcionamiento se basa en laefecto piezoresistivo, donde la resistencia de un material cambia cuando sufre deformación mecánica (como presión). Normalmente, los sensores de presión piezoresistivos están hechos de películas de silicio, cerámica o metal. Cuando se aplica presión a estos materiales, sus cambios de resistencia se convierten en señales eléctricas.
Escenarios de aplicación
Los sensores de presión piezoresistivos se utilizan ampliamente en diversos campos industriales, como la automoción, los dispositivos médicos, los electrodomésticos y la automatización industrial. En la industria del automóvil miden la presión del aceite del motor y la presión de los neumáticos. En dispositivos médicos, se utilizan para medir la presión arterial y la presión del sistema respiratorio. En la automatización industrial, los sensores piezoresistivos monitorean la presión en sistemas hidráulicos y neumáticos.
Los sensores de presión piezoresistivos de la serie XDB, como elXDB315yXDB308serie, amplían aún más las posibilidades de estas aplicaciones. Los transmisores de presión de la serie XDB315 utilizan diafragmas sanitarios de película plana de silicio difuso de alta precisión y estabilidad, que presentan funciones antibloqueo, confiabilidad a largo plazo y alta precisión, lo que los hace particularmente adecuados para industrias con altos requisitos sanitarios, como la alimentaria y productos farmacéuticos. Los transmisores de presión de la serie XDB308, con tecnología avanzada de sensores piezoresistivos y varias opciones de salida de señal, brindan una excelente estabilidad a largo plazo, adecuados para diversos medios y entornos compatibles con SS316L.
Ventajas y desventajas
Los sensores de presión piezorresistivos ofrecen alta precisión, buena linealidad y tiempo de respuesta rápido. Además, suelen ser de tamaño pequeño y adecuados para aplicaciones con limitaciones de espacio. Sin embargo, estos sensores también tienen algunos inconvenientes, como la sensibilidad a los cambios de temperatura, que pueden requerir una compensación de temperatura. Además, su estabilidad a largo plazo en aplicaciones de alta presión puede no ser tan buena como la de otros tipos de sensores.
Sensores de presión capacitivos
Definición y principio de funcionamiento
Los sensores de presión capacitivos detectan la presión midiendo los cambios en la capacitancia causados por la presión aplicada. Estos sensores suelen constar de dos placas de electrodos paralelas. Cuando se aplica presión, la distancia entre estas placas cambia, lo que resulta en un cambio en la capacitancia. El cambio de capacitancia se convierte luego en señales eléctricas legibles.
Escenarios de aplicación
Los sensores de presión capacitivos se utilizan ampliamente en la medición de nivel de líquidos, detección de gases y sistemas de vacío. En la medición del nivel de líquido, determinan el nivel midiendo los cambios en la altura del líquido. En la detección de gases, miden la presión y el flujo del gas. En los sistemas de vacío, monitorean los cambios de presión interna.
Transmisores capacitivos de presión/presión diferencial serie XDB602, con diseño de microprocesador modular y tecnología avanzada de aislamiento digital, garantizan una estabilidad excepcional y resistencia a las interferencias. Los sensores de temperatura incorporados mejoran la precisión de las mediciones y reducen la variación de temperatura, junto con sólidas capacidades de autodiagnóstico, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta precisión en automatización industrial y control de procesos.
Ventajas y desventajas
Los sensores de presión capacitivos ofrecen alta sensibilidad, bajo consumo de energía y buena estabilidad de temperatura. Además, su estructura sencilla les confiere una larga vida útil. Sin embargo, son sensibles a los cambios de humedad y pueden requerir protección adicional en ambientes con alta humedad. Además, es posible que los sensores capacitivos no funcionen bien en aplicaciones de alta presión.
Sensores de presión piezoeléctricos
Definición y principio de funcionamiento
Los sensores de presión piezoeléctricos miden la presión mediante el efecto piezoeléctrico, donde ciertos materiales cristalinos generan cargas eléctricas cuando se someten a presión mecánica. Estos materiales suelen incluir cuarzo, titanato de bario y cerámicas piezoeléctricas. Cuando se aplica presión, producen señales eléctricas proporcionales a la presión aplicada.
Escenarios de aplicación
Los sensores de presión piezoeléctricos se utilizan ampliamente en dinámica.medición de presión, como pruebas de impacto, investigación de explosiones y medición de vibraciones. En las industrias aeroespacial y automotriz, miden la presión de combustión del motor y las ondas de choque. En la automatización industrial controlan las vibraciones y las tensiones mecánicas.
Ventajas y desventajas
Los sensores de presión piezoeléctricos ofrecen respuesta de alta frecuencia, buen rendimiento dinámico y alta sensibilidad, lo que los hace adecuados para medir presiones que cambian rápidamente. Sin embargo, no se pueden utilizar para medir la presión estática ya que no pueden mantener la carga en el tiempo. También son sensibles a los cambios de temperatura y pueden requerir compensación de temperatura.
Sensores de presión inductivos
Definición y principio de funcionamiento
Los sensores de presión inductivos detectan la presión midiendo los cambios en la inductancia causados por la presión aplicada. Estos sensores suelen constar de una bobina inductiva y un núcleo móvil. Cuando se aplica presión, la posición del núcleo cambia, alterando la inductancia de la bobina. El cambio de inductancia se convierte luego en señales eléctricas legibles.
Escenarios de aplicación
Los sensores de presión inductivos se utilizan principalmente en entornos de alta temperatura y entornos industriales hostiles, como el monitoreo de presión de turbinas y sistemas de fluidos de alta temperatura. En la industria del petróleo y el gas, miden la presión en el fondo del pozo. En la automatización industrial, controlan la presión de gases y líquidos a alta temperatura.
Ventajas y desventajas
Los sensores de presión inductivos ofrecen buena estabilidad de temperatura y alta precisión, adecuados para entornos hostiles y de alta temperatura. Su estructura robusta proporciona confiabilidad a largo plazo. Sin embargo, estos sensores son relativamente grandes y pueden no ser adecuados para aplicaciones con limitaciones de espacio. Además, su velocidad de respuesta es relativamente lenta, lo que los hace menos adecuados para mediciones de presión que cambian rápidamente.
Sensores de presión de fibra óptica
Definición y principio de funcionamiento
Los sensores de presión de fibra óptica detectan la presión midiendo los cambios en las señales luminosas causados por la presión aplicada. Estos sensores utilizan variaciones en la intensidad de la luz, la fase o la longitud de onda dentro de la fibra óptica para reflejar los cambios de presión. Cuando se aplica presión a la fibra, sus propiedades físicas cambian, alterando las señales luminosas.
Escenarios de aplicación
Los sensores de presión de fibra óptica se utilizan ampliamente en los campos médico, de monitoreo ambiental y de exploración petrolera. En el ámbito médico, miden la presión arterial y la presión interna del cuerpo. En el seguimiento medioambiental, detectan la presión de los océanos y las aguas subterráneas. En la exploración petrolera, miden la presión durante los procesos de perforación.
Ventajas y desventajas
Los sensores de presión de fibra óptica ofrecen inmunidad a las interferencias electromagnéticas, idoneidad para mediciones a larga distancia y alta sensibilidad. Las propiedades de sus materiales les permiten operar de manera estable en ambientes hostiles. Sin embargo, estos sensores son costosos y su instalación y mantenimiento complejos. También son sensibles a los daños mecánicos, por lo que requieren un manejo y protección cuidadosos.
Al comprender los principios de funcionamiento, los escenarios de aplicación y las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de sensores de presión por tecnología, podemos tomar decisiones más informadas para aplicaciones específicas, asegurando que los sensores seleccionados cumplan con los requisitos y mejoren la confiabilidad y eficiencia del sistema.
Hora de publicación: 12-jul-2024