Leeg Instruments Co., Ltd. je high-tech podnik specializující se na výzkum a vývoj, výrobu a prodej průmyslových automatizačních nástrojů. Společnost byla založena v roce 2005 a se sídlem v Číně v Šanghaji a může se pochlubit kompletní výrobní linkou a testovacím zařízením. Jeho portfolio produktů zahrnuje tlakové senzory, tlakové vysílače, vysílače na úrovni, teplotní vysílače, měřiče průtoku a různé další přístroje pro průmyslové měření. Společnost Leeg Instruments, která se zavázala k kvalitě, získala certifikaci systému správy kvality ISO9001 a produkty se také široce používají v průmyslových odvětvích, jako je ropa a chemikálie, výroba energie, metalurgie a lékárny. Leeg zdůrazňuje technologické inovace se zkušeným týmem výzkumu a vývoje, který se věnuje poskytování spolehlivých řešení měření pro zákazníky.
Rozptýlené senzory křemíku
Senzory tlaku monosilicon
Monosilicon senzory používají vysoce čisté křemíkové krystaly a využívají svůj vlastní piezorezististický účinek bez dalšího dopingu. Jejich dokonalá krystalová struktura zajišťuje výjimečnou stabilitu (0. 1%FS\/rok) a široký rozsah provozních teplot (-40 stupeň na 125 stupňů), přičemž přesnost dosáhne 0 05%fs. Tyto senzory jsou ideální pro vysoce přesné aplikace, jako je letecký a petrochemický průmysl.
Senzory diferenciálního tlaku
Senzory diferenciálního tlaku Monosilicon měří rozdíl mezi dvěma tlakovými body, například při monitorování toku a úrovně. Jejich symetrická struktura a design rezistentní na přetlak zajišťují vysokou přesnost, zatímco některé modely využívají technologii MEMS pro miniaturizaci. Oni se široce používají v ropných, chemických, farmaceutických a environmentálních monitorovacích monitorovacích aplikacích.
Multivariabilní senzory
Multivariabilní senzory integrují tlak, teplotu a měření toku do jedné jednotky. Jejich modulární design v kombinaci s technologií zpracování digitálního signálu zvyšuje přesnost dat. Tyto senzory se rozsáhle používají v průmyslových odvětvích vyžadujících komplexní monitorování parametrů, jako je monitorování ropy a životního prostředí.
Co měří tlakové senzory?
Tlakové senzory se široce používají v různých polích k měření různých parametrů. Při kontrole průmyslových procesů monitorují tlak kapaliny nebo plynu v potrubí a kontejnerech, aby zajistili bezpečné a stabilní operace. V automobilovém průmyslu měří tlak na příjem motoru, tlak paliva a tlak v pneumatikách, aby se zvýšila výkon a bezpečnost vozidla. Ve zdravotnictví se monitory krevního tlaku, ventilátorů a dialyzačních strojů spoléhají na tlakové senzory pro vitální monitorování znaků. Letecký sektor používá vysoce přesné senzory tlaku k měření nadmořské výšky, rychlosti letu a motoru. Spotřebiče pro domácnost, jako jsou pračky a myčky nádobí, používají k kontrole hladiny vody tlakové senzory. Kromě toho je meteorologické stanice používají k měření atmosférického tlaku pro předpovědi počasí, zatímco průzkumníci hluboké moře používají specializované tlakové senzory, aby odolali extrémním podvodním tlakům. Jak technologie pokroku, tlakové senzory nacházejí nové aplikace v inteligentních domech a nositelných zařízeních, což činí tlakové měření nezbytným parametrem v moderní technologii.
Vývoj tlakových senzorů
Historie tlakových senzorů sahá až do 17. století s vynálezem manometrů na bázi kapalinového sloupce. Koncem 19. století znamenaly měřiče tlaku Bourdon trubice zralost měření mechanického tlaku. V padesátých letech 20. století vedl pokrok v polovodičové technologii k prvnímu senzoru tlaku na křemík, který se v době měření elektronického tlaku uvedl. Sedmdesátá léta zaznamenaly tlakové senzory MEMS, které se objevují z mikrofabrikačního pokroku, což výrazně zmenšuje velikost a náklady. Během 80. let -1990 S, digitální zpracování signálu zlepšilo přesnost a stabilitu senzorů, což vede k inteligentním senzorům. V 21. století vyvolaly bezdrátovou komunikaci a technologie IoT vývoj senzorů bezdrátového tlaku, zatímco nové materiály a procesy rozšířily své limity výkonu. Nedávné průlomy v technologii Monosilicon mají zvýšenou přesnost měření tlaku na nové výšky, zatímco multifunkční integrace a aplikace AI předefinují budoucnost tlakových senzorů. Od jednoduchých mechanických zařízení po uzly inteligentní snímání se tlakové senzory vyvinuly ze základního na komplexní, jednofunkční na multiparametr a zapojily se do bezdrátových systémů.
Pracovní principy různých tlakových senzorů
Tlakové senzory fungují na různých principech, z nichž každá má jedinečné vlastnosti. Piezorezistivní senzory používají piezorezististický účinek v polovodičích nebo kovech, přeměňující se odpor se mění na elektrické signály pomocí můstku Wheatstone, když tlak deformuje membránu. Kapacitní senzory měří změny vyvolané tlakem ve vzdálenosti mezi deskami kondenzátoru, nabízejí nízkou spotřebu energie a vysokou citlivost. Rezonanční senzory detekují tlak monitorovacími frekvenčními posuny ve vibračních prvcích (např. Křemíkové paprsky nebo křemenné krystaly) a dosažením ultra vysoké přesnosti při vyšších nákladech. Optické senzory se spoléhají na změny vlastností vlákniny nebo mřížky, což je činí vhodnými pro prostředí s vysokým elektromagnetickým interferenčním prostředím. Piezoelektrické senzory vytvářejí náboje pod tlakem, ideální pro měření dynamického tlaku. Mezi další typy patří elektromagnetické senzory založené na principech LVDT (lineární diferenciální transformátor s lineárním proměnným) a senzory PIL (povrchové akustické vlny). Každý princip určuje rozdíly v přesnosti, stabilitě, teplotním výkonu a nákladech, což uživatelům umožňuje vybrat nejlepší typ pro jejich potřeby. Moderní senzory často kombinují více principů s algoritmy pokročilé kompenzace pro optimální výkon.
Běžné metody výstupu pro senzory tlaku
Tlakové senzory nabízejí různé výstupní signály, primárně kategorizované jako analogové nebo digitální. Analogové výstupy zahrnují 4-20 MA aktuální signály a 0-5 v\/0-10 V napětí signály, které jsou jednoduché, spolehlivé a odolné pro přenos v průmyslovém nastavení. Pro vyšší požadavky mohou být výstupy na úrovni Millivolt zpracovány externími zesilovači. Digitální výstupy zahrnují sériová rozhraní jako I2C, SPI a RS485, jakož i průmyslové standardy, jako jsou protokol CAN CUB a HART, které nabízejí lepší šumovou imunitu a datovou kapacitu pro integraci počítače. S pokroky v IoT umožňují bezdrátové výstupy jako Lora, NB-IOT a Bluetooth dálkové monitorování. Inteligentní senzory mohou také integrovat protokoly FieldBus, jako jsou Modbus a Profibus pro přímé připojení systému průmyslového řízení. Některé specializované senzory poskytují výstupy frekvence nebo PWM (modulace šířky pulsu) pro specifické aplikace. Volba závisí na přenosové vzdálenosti, rušení prostředí, kompatibilitě systému a požadavcích na energii, přičemž moderní senzory často nabízejí více možností výstupu, aby vyhovovaly různým potřebám.
Výhody senzorů Monosilicon
Senzory Monosilicon představují vrchol technologie měření tlaku a nabízejí několik klíčových výhod. Za prvé, jejich vysoce čistá, bezchybná krystalová struktura zajišťuje výjimečnou dlouhodobou stabilitu a opakovatelnost, obvykle dosahuje 0. 1%fs\/rok. Za druhé, vynikající mechanické a elastické vlastnosti umožňují ultra vysokou přesnost, s některými modely dosahujícími 0. 01%FS. Zatřetí, minimální teplotní koeficienty umožňují stabilní výkon v širokém rozsahu (-40 stupeň až 125 stupňů) bez komplexní kompenzace. Kromě toho vynikající odolnost proti únavě vydrží více než 10 milionů tlakových cyklů bez degradace. Z výrobního hlediska zajišťují polovodičové procesy konzistence, schopnost hromadné výroby a kompaktní velikosti. V drsném prostředí tyto senzory vykazují vynikající odolnost proti šokům a vibracím spolu s lepší kompatibilitou médií. Díky těmto výhodám činí senzory Monosilicon Ideální pro náročné aplikace, jako jsou letecké a přesné nástroje a průzkum oleje, kde vyšší počáteční náklady jsou kompenzovány dlouhodobou spolehlivostí a výkonem.
Výrobní proces senzorů monosiliconu
Produkce senzorů Monosilicon kombinuje polovodičové a přesné obráběcí technologie zahrnující složité a přísné procesy. Začíná to přípravou silikonu s vysokou čistotou pomocí metod Czochralski (CZ) nebo Float Zone (FZ) pro růst monokrystalických tyčí bez defektů, které jsou nakrájeny na oplatky. Po přesném broušení a leštění na rovinnost submikron, fotolitografie definuje citlivé oblasti na povrchu oplatky. Anisotropní mokré nebo suché leptání pak tvoří přesné membránové struktury, obvykle s tloušťkami kontrolovanými na desítky mikronů (± 1 µm tolerance). Inplantace iontů nebo difúze vytváří piezorezistory v kritických oblastech, aktivované prostřednictvím žíhání s vysokou teplotou. Pasivační vrstvy jsou uloženy pro ochranu citlivých prvků, následované anodickou vazbou na sklo nebo jinou křemíkovou destičkou za vzniku referenčních vakua nebo tlakových dutin. Po balení na úrovni čipu zajišťuje laserové oříznutí a kompenzace teploty konzistentní výstupní charakteristiky. Nakonec je snímací čip sestaven do nerezových nebo keramických pouzdra s obvody kondicionování signálu, podrobí přísným testům stárnutí a kalibraci před provedením hotových produktů. Celý proces vyžaduje prostředí čisté místnosti, zahrnuje stovky kroků a vyžaduje přísné kontrolní klíč kvality k vysokému výkonu senzoru.
Budoucí vývoj senzorů Monosilicon
Technologie Sensoru Monosilicon neustále postupuje rychle, přičemž budoucí trendy se zaměřují na několik oblastí. Pro zvýšení výkonu bude optimalizovaná orientace krystalů a dopingu zvýšit citlivost a zároveň snížit hluk pro vyšší rozlišení. Nové materiály, jako je křemíkový karbid, mohou pro extrémní prostředí prodloužit provozní teploty nad 800 stupňů. Integrace je dalším klíčovým směrem, s monosiliconovými senzory kombinujícími teplotu, zrychlení a chemické snímání na jednom čipu pro multifunkční systémy. Bezdrátové a inteligentní trendy povedou k samoobslužným senzorům se sklízeči energie a AI čipy pro Edge Computing. Výroba může přijmout 3D tisk a sebestavení, aby se snížily náklady na komplexní struktury. Aplikace se rozšíří z průmyslové kontroly na biomedicínu a spotřební elektroniku, jako jsou implantovatelné monitory krevního tlaku a rozpoznávání gest. Kvantové účinky v Monosiliconu by mohly odemknout nové principy měření nad rámec klasické fyziky. S proliferací 5G a IoT se tyto senzory stanou kritickými uzly v sítích inteligentních snímání a poskytují přesné tlakové údaje pro digitalizovanou společnost.
