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压力传感器选择测量介质材料的兼容性问题


发布日期:[2019-06-26]    作者:昊明


在为个别应用选择正确的压力传感器时,除了要测量的压力范围和现有的热条件外,还必须考虑许多标准。其中包括介质兼容性问题:外壳和工艺连接必须能够承受环境条件,以便传感器能够长期工作。因此,材料选择遵循两个重要考虑:一方面,接触介质具有化学耐受性。另一个因素是预防性因素也起着重要作用。不仅要明确压力传感器是否能长期保持功能。还必须确定压力传感器本身使用的材料在接触特定物质时是否会导致危险——制药行业在这里是一个明显的例子。在下面的内容中,我们将展示哪些媒体与哪些材料不兼容,以及解决方案。

与密封剂材料和电缆的化学物理介质兼容性

考虑到介质的兼容性,不仅仅是外壳材料本身。压力传感器的其他元件也与周围或工艺介质接触,应特别考虑这些材料。大多数压力传感器都带有由弹性体制成的密封剂。这里的问题是,当弹性体接触到像生物柴油这样的腐蚀性介质时,它会溶解。在这种情况下,应使用前冲洗、焊接和无弹性体传感器。另一个因素是用于传输测量数据的电缆。我们将采用在游泳池中使用潜水探头的例子。出于卫生考虑,游泳池使用氯化水。作为标准,潜水探头使用PE或PUR电缆。尽管仅氯化水对这些电缆来说没有问题,但从水中升起的氯蒸气确实有问题,因为这比水本身更具腐蚀性。这些电缆经过一段时间后,会在水位以上变得多孔(可见为白色变色),然后水会渗入其中。随后,传感器本身也会发生故障。因此,特氟隆电缆将用于这种情况。


化学物理介质与外壳的兼容性
粘性介质
以粘性介质为例,以油漆为例,可能导致密封胶槽内的沉积物。为了防止污染,这种应用需要光滑的膜,没有任何死角,也没有开放的压力通道,这样传感器就可以清除所有残留物。

研磨介质
当压力传感器与混凝土等研磨介质接触时,简单的不锈钢膜提供的保护不够。在这种情况下,需要用Vulkollan®箔涂层的膜。

电流和酸性液体
从美学的角度来看,镀铬压力传感器可能看起来更好,但从实际意义上讲,它是其他任何东西。当在电镀槽中使用带有金属外壳的压力计时,随着时间的推移,只会留下一团不起作用的铬。即使是酸性液体,如硫酸,也会与金属发生反应。因此,塑料外壳用于电镀和酸性液体。这里最流行的解决方案是PVDF。
因材料选择不当而损坏的压力传感器

                                                                      图1:因材料选择不当而损坏的压力传感器

海水
盐水(取决于其盐度)会导致不锈钢外壳长期点蚀。这就是为什么大多数水下传感器和液位传感器也有钛版本。

开阔水域/防雷
雷击也许不能被描述为一种媒介,但我们仍将进一步研究这一点。如果一次雷击直接击中一个传感器,那么根本没有任何防雷保护作用。然而,对于在开阔水域中使用的潜水探头,建议采用浪涌保护。因此,可以防止附近的雷电对测量仪器造成过大的电压和损坏。当在偏远地区进行长期测量时,这一点尤其可取。在这里更换一个有缺陷的设备将比浪涌保护本身昂贵得多。

预防性媒体兼容性
压阻式压力传感器的硅片被传输流体包围。这里通常选择硅油。尽管这种液体通常不会与周围的介质接触,但在这里仍然必须观察一些东西——毕竟,不能完全排除有缺陷的外壳。根据应用情况,这可能会导致严重后果。

严重氧化的气体和液体
当氧化气体和液体接触到油或润滑脂时,就会产生爆炸的威胁。所有暴露在介质中的部件必须没有油和油脂,并且在预防性方面,还必须没有变速器油。

食品和制药工业
在这种情况下,必须用食品安全油代替硅油,以排除任何对健康有害或以其他方式起作用的污染。例如,接触硅油的啤酒将不再泡沫化,也没有人想要这样。

涂料
一滴油就可能使整批产品无法使用。此外,还必须找到一个替代方案。

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