溅射薄膜压力变送器
金属溅射薄膜压力传感器
2016-11-3
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溅射膜压力传感器的目标市场分析
二、工业应用方面
油田用传感器：油田作为重要的目标市场，主要为石油测试系统仪表厂商。
化工：化工行业对压力变送器的技术要求相对较低，因此在此领域的竞争也是非常 激烈。针对化工行业的特点，需要致力于低成本的传感器开发，构建成本优势。 机床等其它：机床、机械等行业。
图2 溅射膜压力传感器原理图
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溅射膜压力传感器的目标市场分析
从目前溅射膜压力传感器的市场来看，存在着一个比较突出的特点那就是使用压 力传感器的军工企业或地方企业单位很多，但大都使用量较小，用量大而且稳定用户 的不多，产品的使用环境恶劣，对产品的品质要求高，而相对用量大一些的是一些精 度低、价格便宜的产品。
衡阳鸿大特钟钢管股份有限公司
金属溅射薄膜压力传感器
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传感器 技术
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目录
• 传感器市场分析 • 压力传感器市场分析 • 溅射膜压力传感器的典型结构 • 溅射膜压力传感器的原理 • 溅射膜压力传感器的目标市场分析 • 溅射膜压力传感器的关键技术
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传感器市场分析
国内传感器每年的市场规模在1300亿左右，并且以每年20%的速度增长。工业 及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备是传感器主要应用的 四大领域，其中工业及汽车电子产品领域规模最大，占市场份额的40%左右。按照 国际分类标准看，流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，传感 器市场占有率分别为21%、19%和14%左右。整个压力传感器的市场规模在200多亿。
薄膜压力传感器主要的应用市场主要是军工行业，还有一些应用环境恶劣的工业 应用，例如工程机械用液压传感器，油田，油井用的油压传力传感器的目标市场分析
常见压力变送器及传感器的原理和分类
常见压力变送器/传感器的原理和分类压力变送器是一种把非电量转变成电信号的器件，变送器关键件主要包含：压力敏感部件、集成电路、结构件三部分。
压力敏感部件有溅射型、电阻应变型、扩散硅型、微熔型、蓝宝石型、陶瓷型等，在外加激励电压后，通过惠斯登测量原理输出电信号，达到测量介质压力的目的。
☆电阻应变压力变送器原理电阻应变型压力变送器关键器件是电阻应变片，它是一种将被测件上的应变变化，转换成为一种电信号的敏感器件。
通常是将应变片通过特殊的粘合剂紧密的粘在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D 转换和CPU）、显示或执行机构。
☆陶瓷压力变送器原理压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯登电桥，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，根据压力量程的不同，标准的信号可标定为2.0 / 3.0 / 3.3mV/V 等，可以和应变式传感器相兼容。
通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，并可以和绝大多数介质直接接触。
☆扩散硅压力变送器原理被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器内部芯片的电阻值发生变化，利用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
☆溅射薄膜压力变送器原理在高真空度中，利用磁控技术，将绝缘材料、电阻材料以分子形式淀积在不锈钢弹性膜片上，形成分子键合的绝缘材料薄膜和电阻材料薄膜，并与弹性不锈钢膜片融为一体，再经过光刻、调阻、温度补偿等工序，在弹性不锈钢膜片上形成牢固而稳定的惠斯登电桥，当被测介质压力作用于弹性不锈钢膜片时，惠斯登电桥则产生与压力成正比的电输出信号，将信号经过放大、调节等处理，再配以适当的结构，就成为各个应用领域的压力传感器和变送器。
MWD地面系统中常见故障问题分析
MWD地面系统中常见故障问题分析一.信号太乱无法量出，经检查泵及上水均无问题，井下仪器工作正常，请列出可能出现的问题及解决方法。
1.泵压线周围有干扰，如发电机、电线之类，可以考虑从泵压线上引出一根地线，埋于地下，并且泵压线在走线的过程中不要与井队的电线相互缠绕交叉。
2.传感器损坏，更换传感器。
3.安装传感器的立管上有静电干扰，如井队正在焊接设备，可以找井队协商解决静电干扰问题，如实在无法解决，可以尝试在传感器上引一根地线。
4.接口箱有大量静电，未接地线，接地线。
有可能是仪器房带静电。
检查仪器房地线连接情况。
5.看一下是否是在双泵打钻，加药品的时候有时需要开双泵。
二.在无法从表面看出破痕的情况下如何排除线路故障?1.更换线路.如更换后正常,则说明被更换的是故障线路.2.用万用表量通断.各种信号电缆接线定义司显线接线定义:司显1-------K 司显电源2-------C3-------L4-------M泵压线接线定义:传1---------A感3---------B器2---------C(地线)DTU接线定义:A-----1 悬重B-----3井D---------C深C---------D传A---------E感B---------F器微打接线定义:A--------内B--------外三.司显有背景光但无数据上传,请列出可能出现的情况.1.计算机与司显电源之间的串口线未插好或串口线损坏.更换串口线.2.计算机或司显电源的串口损坏.更换计算机或司显电源.3.司显线损坏.更换司显线.4.司显损坏.更换司显.四.DTU无法正常挂机可能出现的问题.1.接口箱有问题.更换接口箱.2.DTU.接口箱和计算机之间连接的数据线有问题.更换数据线.3.DTU.接口箱或计算机的串口损坏.更换上述仪器.4.DTU故障.更换DTU.五.电缆屏蔽线的作用?连接电缆应注意的事项?信号电缆铺设注意事项铺设信号电缆的原则是防止被锐利的重物砸坏，或被汽车挂断，或工人无意中铲断。
关于压力变送器检测系统优化改进技术
关于压力变送器检测系统优化改进技术摘要本文针对压力变送器检测系统中存在的一些问题（压力变送器在拆卸、安装过程中出现的线绕问题、连接问题及系统误差增大问题进行探索），对系统优化措施；如何提高压力变送器检测系统的稳定性、准确性；如何减少故障发生率、缩短检测时间从而减少发动机性能试验频次；如何增强排除故障的能力，提高工作效率等内容进行了论述。
以期使河北华北柴油机有限责任公司发动机整机校验合格率得到提高，最终达到节能降耗的目的。
关键词压力变送器；快速连接；系统误差；优化措施中图分类号th86 文献标识码a 文章编号1674-6708（2012）71-0121-021 应用领域河北华北柴油机有限责任公司的压力变送器主要应用于b/fl413f/513/513l风冷柴油机、bfm1015系列水冷柴油机、及正在研发阶段的天然气发动机、喷油泵实验台等关重设备的性能实验，贯穿于发动机试验的全过程。
在生产中，为了保证过程能正常、高效、经济地运行，必须对生产过程的某些工艺参数，如温度、压力、流量等进行检测和控制。
河北华北柴油机有限责任公司研制任何一种新型的发动机，从设计零部件到样机试验，都要经过许多严格的检测。
没有可靠地检测手段，要生产出高质量、高性能的合格发动机是根本不可能的。
2 现状河北华北柴油机有限责任公司压力源设备陈旧，主标准与国内同行相比，还不算太落后。
河北华北柴油机有限责任公司目前采用的是1982年生产的压力校验器，设备陈旧，重量、体积都较大。
主标准器是压力模块与显示单元分开的数字压力计。
发动机性能实验室检测空间狭小，河北华北柴油机有限责任公司共有压力传感器118套，由于其机械特性、结构以及环境原因，随着使用时间的增加，普遍存在较大系统误差，如示值误差、回程误差、稳定性差等，从而影响发动机的产品质量，并存在安全方面的隐患。
目前在现场检测压力变送器时，需要拆卸和安装压力变送器，在拆卸和安装过程中，经常出现导线缠绕过紧导致信号接触不良，信号中断等问题。
装载机电子秤注意事项
装载机电子秤注意事项一、装载机电子秤的鉴定本型式评价大纲是等效采用OIML R51-1【自动分检衡器】国际建议（1996年版）制定的，并按照JJF 1002--1998【国家计量检定规程编写规则】的规定编写的。
二、引用文献OIML R51--1【自动分检衡器】国际建议，1996年版三、术语、符号、代号3.1 载机电子秤是为装载设备在装载过程中称量装载物料的一种称重计量器具。
装载机电子秤可以提供被称物料的累计值和打印清单。
四、概述装载机电子秤是一种装载机称重设备，与装载机的机械控制部分集成为一体，在装载机行进中实现称重。
它通过一个接近开关对预先拟定的称量位置的监测，将液压转换为铲斗内载荷的重量而实现称重。
它有目的模式和累加模式两种不同的工作方式，按照操作人员的选择，可以自动将载荷进行累加，或是将在和从目的设定值中扣除。
五、法制管理规定该装载机电子秤使用的计量单位应是克（g）、公斤（kg）吨（t）。
该装载机电子秤的准确度等级按生产公司的声明应达成Y（b）级秤的规定。
装载机电子秤的铭牌、面版或表头等明显部位应标注计量法制标志和计量器具标记，其标志、编号和说明必须清楚可辨，牢固可靠。
该装载机电子秤不允许使用者自行调整。
六、计量规定6.1 样机的包装、外观、铭牌、标志检查由精衡电子提供6.1.1 检查该样机的各种装置，确认其均与申请者所提供的文献资料相符。
6.1.2 铭牌上应标志产品的名称、型号规格、生产厂、出厂编号、最大称量、最小称量、分度值、准确度等级等级符号等。
6.1.3 按产品说明书的操作规定检查各个数字键、功能键及其组合应用的可靠性。
6.2 样机在正常环境条件下的技术指标6.2.1 最大称量（Max）：Max=35.0t6.2.2 分度值：e=50kg6.2.3 准确度等级：Y（b）级6.2.4 工作电源：（10V~30V）V DC6.2.4 装载量分辨率10kg、20kg、50kg、100kg、200kg、500kg；6..6 传感器工作温度：-20度~+80度6.2.7 工作温度范围：-20度~+50度二、装载机电子秤的用途和场合装载机电子秤可使装载机在装载物料的同时对物料进行自动称重。
膜片密封式压力变送器工作原理
膜片密封式压力变送器工作原理膜片密封式压力变送器是一种常用的压力测量和传输设备，其工作原理基于膜片的变形与压力的线性关系。
该变送器广泛应用于石油、化工、冶金、电力、水处理等行业的工艺控制和自动化系统中。
膜片密封式压力变送器的主要组成部分包括膜片、传感器、放大器和输出装置。
其中，膜片是该变送器的核心部件，它负责将被测压力转化为机械位移，再由传感器将机械位移转化为电信号输出。
膜片通常由不锈钢等材料制成，具有较好的弹性和耐腐蚀性能。
当被测介质的压力作用在膜片上时，膜片会发生变形，其变形程度与压力大小成正比。
这种变形会引起膜片上的应力分布发生改变，从而改变电阻或电容的值。
传感器是将膜片变形转化为电信号的装置。
常见的传感器有电阻应变式传感器和电容式传感器。
电阻应变式传感器是将膜片上的应变转化为电阻的变化，通过测量电阻变化来获得压力信号。
而电容式传感器则是将膜片上的应变转化为电容的变化，通过测量电容变化来获得压力信号。
传感器将膜片的变形转化为电信号后，再通过放大器进行放大处理，以提高信号的稳定性和可靠性。
输出装置是将放大后的电信号转化为标准的电流信号或电压信号，以供控制系统进行测量和判断。
常见的输出方式有4-20mA电流输出和0-10V电压输出。
其中，4-20mA电流输出较为常见，其优点是信号传输距离远、抗干扰能力强。
0-10V电压输出则适用于远距离信号传输。
膜片密封式压力变送器的工作原理简单明了，通过膜片的变形与压力的线性关系，将被测压力转化为电信号输出。
该变送器具有结构简单、响应速度快、测量范围广等优点，适用于各种压力测量场合。
同时，该变送器还具有可靠性高、耐腐蚀性好等特点，可适应恶劣的工作环境。
膜片密封式压力变送器的工作原理基于膜片的变形与压力的线性关系，通过传感器将膜片变形转化为电信号输出，再经过放大器和输出装置进行处理和输出。
该变送器广泛应用于工业控制和自动化系统中，为工艺过程提供了可靠的压力测量和传输手段。
压力变送器分类介绍
压力变送器分类介绍压力变送器是一种常见的工业自动化控制设备，用于测量和转换液体或气体中的压力信号，并将其转换为标准的电信号输出。
根据不同的原理和工作方式，压力变送器可以分为多种类型，下面将对常见的几种压力变送器进行分类介绍。
1.压阻式压力变送器压阻式压力变送器是利用晶体硅片的电阻随压力的变化而产生变化，进而测量压力的变化。
它具有精度高、稳定可靠等优点，常用于工业自动化领域。
根据应变片的形式，可将压阻式压力变送器分为薄膜型和硅片型两种。
2.容积式压力变送器容积式压力变送器通过测量容积波动来测量压力，其工作原理是利用弹性元件的变形来改变压力腔内的容积，从而测量压力的大小。
容积式压力变送器具有快速响应、动态性能好等特点，适用于高频率、快速变化的压力测量场合。
3.压电式压力变送器压电式压力变送器是利用压电效应来测量压力的变化，其工作原理是利用压电材料在受到压力刺激时产生电荷，从而测量压力的大小。
压电式压力变送器具有高灵敏度、广泛的测量范围等优点，常用于液体和气体的压力测量。
4.电容式压力变送器电容式压力变送器通过测量电容的变化来测量压力的大小，其工作原理是利用隔离膜片的变形改变电容量，进而测量压力的大小。
电容式压力变送器具有很高的灵敏度和稳定性，适用于高精度的压力测量场合。
5.振弦式压力变送器振弦式压力变送器是通过测量振弦的频率或振幅变化来测量压力的大小，其工作原理是利用压力的作用使振弦发生形变，进而改变振弦的振动特性。
振弦式压力变送器具有高精度、无温度漂移等特点，常用于高精度的压力测量场合。
以上是几种常见的压力变送器分类介绍，不同类型的压力变送器适用于不同的场合，选择合适的压力变送器对于准确测量和控制压力具有重要意义。
在实际应用中，需要根据具体的要求和场景选择合适的压力变送器来确保系统的正常运行。
压力变送器结构分类
压力变送器结构分类压力变送器是一种用于测量液体、气体和蒸汽中的压力的仪器。
根据其结构的不同，压力变送器可以分为以下几种类型。
一、膜片式压力变送器膜片式压力变送器是一种常见的压力测量仪器，其结构简单，可靠性高。
该类型的压力变送器通常由膜片、传感器和转换器组成。
膜片是一个非常薄的金属片，当受到压力作用时，膜片会发生微小的弯曲变形。
传感器通过测量膜片的变形来获得压力值，并将信号传递给转换器进行处理和转换。
膜片式压力变送器具有响应速度快、精度高、适用范围广等优点，常被广泛应用于工业领域。
二、电容式压力变送器电容式压力变送器是一种利用电容原理测量压力的仪器。
其结构包括两个金属平行板和介电层，其中一个平行板固定，另一个平行板随压力的变化而发生位移。
当压力作用在可动平行板上时，会改变两个平行板之间的电容值，通过测量电容值的变化来获得压力值。
电容式压力变送器具有高精度、稳定性好、抗干扰能力强等特点，常被应用于精密测量和自动控制系统中。
三、阻力式压力变送器阻力式压力变送器是一种利用电阻原理测量压力的仪器。
其结构包括一个弹性元件和电阻传感器。
当受到压力作用时，弹性元件会发生形变，从而改变电阻传感器的阻值。
通过测量电阻值的变化来获得压力值。
阻力式压力变送器具有结构简单、可靠性高、成本低等优点，广泛应用于工业自动化控制系统中。
四、振动式压力变送器振动式压力变送器是一种通过测量振动频率或振幅来获得压力值的仪器。
其结构包括一个有弹性的杆和一个固定在杆上的振动传感器。
当受到压力作用时，弹性杆会发生微小的振动，通过测量振动频率或振幅的变化来获得压力值。
振动式压力变送器具有结构简单、响应速度快、适用于高温高压等特点，常被用于航空航天、石油化工等领域中。
五、压电式压力变送器压电式压力变送器是一种利用压电效应来测量压力的仪器。
其结构包括一个压电晶体和传感器。
当受到压力作用时，压电晶体会发生形变，从而产生电荷。
通过测量电荷的变化来获得压力值。
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溅射薄膜压力传感器
溅射薄膜压力芯体
溅射薄膜压力芯体利用离子束溅射薄膜技术结合先进的微电子工艺技术制造而成的不锈钢弹性膜片。
离子束溅射在合金材料上，在膜片上制作了组成惠斯登电桥的合金薄膜应变电阻，膜片变形使电阻的几何尺寸和阻值发生改变，电桥输出相应电信号。
薄膜应变电阻与弹性体“融”为一体，组成全金属型敏感元件，无任何粘贴剂和紧固件，可长期在-40～125℃工作温度下稳定工作。
溅射薄膜压力芯体（合金薄膜压力传感器PPM-216A）具有准确度高，工作温度范围宽，温漂小，高稳定，高可靠，抗振动，抗冲击，抗辐射的工作特性。
溅射薄膜压力芯体因使用微束脉冲亚弧焊和激光焊，具有防水、防潮功能，在各种恶劣的环境下能长期稳定的工作。
溅射薄膜压力芯体广泛应用于航空、航天、交通、水利、电力、工程机械、汽车制造、船舶制造、石油化工、冶金制造、医疗设备、食品加工等多种自控和测量行业。
主要技术参数：
✓被测介质：气体，液体及蒸气；
✓压力类型：表压、绝压、差压可选；
✓量程：0～120Mpa间任意可选；
✓供电电源：5～15VDC；
✓输出：1.2～1.8mv/V；
✓综合精度：±0.1%FS、±0.2%FS、±0.5%FS；
✓非线性：0.06～0.1%FS；
✓迟滞：0.02～0.05%FS；
✓重复性：0.03～0.06%FS；
✓零点温漂：±0.01%FS/℃；
✓灵敏度温漂：±0.02%FS/℃；
✓输出阻抗：1.5～3KΩ；
✓绝缘电阻：≥1000MΩ/100VDC；
✓工作温度：－40～＋85\125\150℃可选；
✓过载能力：150%FS；
✓电气连接：高温引出线；
✓压力连接：M10×1双“O”圈密封或用户指定；
✓接液材料：膜片：17-4PH过程连接件1Cr18Ni9Ti；
✓相对湿度：0～95%RH；
✓密封等级：IP65。
溅射式压力传感器
采用耐腐蚀不锈钢制作成弹性体钢杯，将压力转换为应变。
利用离子束溅射技术在弹性膜片上分别淀积多层薄膜，采用干法刻蚀技术将NiCr膜刻蚀成电阻桥。
流体压力P1 （P2
为大气或真空）作用在弹性膜片上使膜片产生变形,电阻产生相应的变化, 电桥输出与压力成比例的电信号。
主要技术特点
✓薄膜技术代替粘贴传感器中的粘贴工艺, 消除了胶的影响，无蠕变、不老化。
✓耐蚀不锈钢与被测量介质直接接触，无须灌充油隔离。
✓弹性体和应变电阻材料都是金属材料, 温度特性好,传感器工作温度范围宽。
✓耐强腐蚀。
✓产品体积小，功耗低，响应速度快。