冠一科儀（集團）有限公司
冠一科儀（集團）有限公司
閱讀：321發(fā)布時間：2022-10-12
壓力傳感器基于必須能夠承受高負荷的測量體，尤其是在高壓范圍內(nèi)。設計和使用的材料是測量主體的準確性、可靠性和使用壽命的關鍵因素。
1、整體設計
高壓傳感器通常設計為厚壁管(見下圖 ),由單片鋼制成。因此，他們的設計也被稱為“單片"。術(shù)語“單片"源自希臘語，意思是“單一的石頭"(mono- =單一；lithos =石頭)。
整體式測量主體設計確保了特別低的應力梯度和應力峰值。此外，這些測量體具有長的使用壽命，因為它們沒有焊縫或其他弱點。左圖顯示了示意性布局中的壓力傳感器各種壓力孔設計，而右圖顯示了不同測量體的選擇。
這種設計的優(yōu)點：
內(nèi)徑D處的機械應力i明顯高于外徑D處的直徑a。因此，這是三軸應力狀態(tài)下承受載荷的點(見下圖)。
根據(jù)強度理論，參考應力σv必須從三個應力σ中導出t(切向應力)，σr(徑向應力)和σn(正常應力)以評估使用壽命。然后，參考應力與材料的特征值相關聯(lián)。
用于超高壓范圍(> 10，000 bar)的傳感器的設計使得材料的屈服點在承受載荷的內(nèi)部纖維處被超過。這并不意味著傳感器會被撕裂，因為測量體的外層仍然很好地“承受"了壓力。如果壓力繼續(xù)增加，超過屈服點的地方在壁內(nèi)慢慢向外移動。只有當屈服點移動到最外層時，換能器才會斷裂。
內(nèi)徑與外徑之比(Da/Di)，因此必須選擇壁的厚度，以便可以充分利用彈簧鋼的動態(tài)特性，并達到負載變化的能力。
2、材料選擇
選擇材料涉及動態(tài)負載下的使用壽命和彈簧元件可實現(xiàn)的計量屬性之間的折衷。由于高屈服點，鋼看起來是用于高壓應用的優(yōu)良材料，但可能具有不合適的彈簧特性，這將導致過大的滯后。這意味著材料將顯示不同的增加和減少應力的特征曲線，從而導致測量不準確。低滯后的彈簧元件材料具有大于1GPa的拉伸強度，這使得它們更適合高壓應用。
壓力傳感器制造商通常使用的鋼具有大約600 MPa的持久疲勞的動態(tài)載荷承載能力，這相當于大約6000巴的壓縮載荷。承受6，000至7，000巴重復載荷的承壓部件不能表現(xiàn)出持久強度。這下面的示意圖顯示了壓力傳感器拉伸強度Rm與交變載荷數(shù)量和壓應力σD的函數(shù)關系。
低周耐久性:在N<10的交變載荷下發(fā)生損壞(斷裂)的應力幅度
靜態(tài)強度:在10 持久強度:在任何數(shù)量的交變載荷下都不會發(fā)生損壞(斷裂)的應力幅度，2 x 106 ≥ N ≥ 107 除了材料特性，其他幾個因素也會影響使用壽命。此外，傳感器的后處理也有助于確保超過6000巴的壓力值能夠被可靠地測量。
儀表網(wǎng) 設計制作，未經(jīng)允許翻錄必究 .? ? ?
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼