Mankamentem standardowych czujników ciśnienia z membraną metalową i celą pomiarową wypełnioną płynem manometrycznym jest utrata stabilności pod wpływem oddziaływania podciśnienia i podwyższonej temperatury. Membrana ta jest podatna na wycieranie, uszkodzenia mechaniczne i oblepienie. Stosowanie torów rurek impulsowych pogłębia te trudności. Jak temu zaradzić?
Odporność czujników ceramicznych na podciśnienie
Cele czujników ceramicznych Ceraphire są suche - nie są wypełniane płynem manometrycznym - i posiadają grube membrany o bardzo wysokiej sztywności. Dzięki temu gwarantują dokładne, stabilne i powtarzalne pomiary głębokich podciśnień do pojedynczych mbar ciśnienia absolutnego, nawet w wysokich temperaturach. Unikatowa trwałość czujnika ceramicznego przekłada się na realne oszczędności. Są one osiągalne wskutek braku konieczności naprawy lub zakupu nowego czujnika z membraną metalową, uszkodzonego przez podciśnienie.
Odporność czujników ceramicznych na wycieranie i oblepienie
Ceramika Ceraphire jest bardzo twardym, trwałym i gładkim materiałem. W 10-punktowej skali twardości Mohsa, odniesionej do diamentu, ceramika tlenkowa Ceraphire otrzymała 9 punktów. Według skali twardości Brinella z kolei ceramika tlenkowa Ceraphire jest 22-krotnie twardsza od stali kwasoodoprnej 316L. Te naturalne właściwości fizyczne ceramiki powodują, że jest ona wysoce odporna na siły ścierające i gromadzenie się osadów na membranie. Czujnik ceramiczny wykazuje bardzo dobrą odporność na czyszczenie mechaniczne i dużą ilość drobin substancji stałych transportowanych pneumatycznie lub hydraulicznie.
Przetwornik ciśnienia Cerabar S PMC71 z membraną ceramiczną w technice Ceraphire
Odporność czujników ceramicznych na przeciążenia
Konstrukcja czujnika ceramicznego Ceraphire umożliwia ugięcie membrany tylko o 40 µm, zanim oprze się ona na ceramicznym korpusie. Wysoka sztywność diafragmy o grubości od 200 µm do 2,8 mm pozwala na uzyskanie doskonałej stabilności punktu zerowego, pomimo występowania częstych przeciążeń ciśnieniowych, np. młotów hydraulicznych i parowych. Metalowa membrana o grubości typowo 20...75 µm poddawana tym samym przeciążeniom ulega odkształceniu, zapadnięciu lub pęknięciu. Przetwornik ciśnienia wymaga wymiany i powstają dodatkowe koszty utrzymania ruchu, których można uniknąć stosując technikę Ceraphire.
Jak Endress+Hauser wytwarza ceramiczne czujniki ciśnienia Ceraphire?
Fundamentem technologii jest spiek z proszku tlenku glinu (Al2O3) o czystości 99,9 %. Ziarna tej substancji o rozmiarach mniejszych niż 400 nm są łączone w warunkach sterylnych, z użyciem bardzo wysokiego ciśnienia i temperatury, bez dodatkowych składników spiekających. Chroniony patentem proces kształtowania struktury krystalicznej pozwala na pozyskanie materiału ceramicznego o bardzo wysokiej czystości. Dzięki temu czujniki ceramiczne Ceraphire cechuje bardzo dobra odporność korozyjna, porównywalna do stopu Alloy C276. Końcowym etapem procesu wytwarzania czujnika jest polerowanie zewnętrznych powierzchni ceramicznych, przez co uzyskiwana jest bardzo wysoka gładkość membrany procesowej (Ra < 0,5 µm). Więcej informacji na www.pl.endress.com/cisnienie .
