Gn Flow Meter es un fabricante líder de instrumentos de control y medición de microfluidos.
Sensor de presión de silicio difuso: principio de funcionamiento, ventajas, desventajas, características, aplicaciones y resumen.
1. Principio de funcionamiento
El sensor de presión de silicio difuso Funciona mediante el efecto piezorresistivo , fenómeno por el cual la resistividad de los materiales semiconductores cambia bajo tensión mecánica. Un conjunto de resistencias de igual valor se forman sobre un diafragma de silicio monocristalino mediante tecnología de difusión y se conectan formando un puente de Wheatstone.
Al aplicar presión al diafragma de silicio, se produce una ligera deformación (desplazamiento normal inferior a 0,025 mm), lo que provoca un cambio en los valores de resistencia. El puente genera una señal de voltaje débil proporcional a la presión, que se amplifica y se convierte en una señal industrial estándar.
2. Ventajas
Alta precisión : precisión integral de hasta ±0,5 % FS, con modelos de alta precisión que alcanzan ±0,1 % FS.
Alta sensibilidad : salida a escala completa de aproximadamente 100 mV, significativamente superior a la de los sensores de galgas extensométricas tradicionales (aproximadamente 10 mV).
Compacto y ligero : ocupa poco espacio, es fácil de integrar e instalar.
Buena estabilidad a largo plazo : mejor que ±0,2 % FS por año.
Rentable : su tecnología madura y su bajo coste la convierten en la herramienta fundamental de la automatización industrial.
Intrínsecamente seguro : bajo voltaje y bajo consumo de energía, apto para ubicaciones peligrosas.
3. Desventajas
Deriva de temperatura : la estabilidad se degrada por debajo de 0 °C y por encima de 85 °C.
No apto para alta presión : normalmente no es apto para presiones superiores a 20 MPa.
Diafragma frágil : el diafragma delgado de silicona es susceptible a los golpes mecánicos.
Requiere protección adicional ; de lo contrario, es propenso a sufrir daños por humedad.
No apto para presión dinámica : no puede soportar presiones que fluctúan rápidamente.
Deriva del cero : requiere calibración periódica (se recomienda anualmente).
4. Características principales
Basado en el efecto piezorresistivo, sin piezas móviles: respuesta rápida, alta fiabilidad.
Tecnología de difusión de semiconductores: integración monolítica de diafragma y resistencias.
Salidas de señal analógica estándar (4-20 mA, 0-5 V, etc.).
Recorte láser y amplia compensación de temperatura.
Construcción opcional totalmente en acero inoxidable para mayor resistencia a la corrosión.
Disponible en versiones de presión manométrica, diferencial y absoluta.
5. Aplicaciones
| Industria | Aplicaciones |
|---|---|
| Petróleo y productos químicos | Medición de la presión en reactores y tuberías |
| Generación de energía | Monitorización de la presión del vapor y del nivel de agua de la caldera |
| Metalurgia | Monitoreo de la presión superior del horno y del agua de refrigeración |
| Farmacéutico | Control de presión del reactor y medición de vacío |
| Alimentos y bebidas | Control de presión en la línea de llenado y en el tanque de fermentación |
| Tratamiento de agua | Control de bombas, medición de nivel, monitorización de tuberías |
| Automotor | Monitorización de la presión del aceite del motor y del sistema de frenos |
| HVAC | Refrigeración, compresor y control de presión hidráulica |
6. Resumen
El sensor de presión de silicio difuso es un dispositivo de alta precisión y bajo costo, ampliamente utilizado en la automatización industrial. Sus principales ventajas son su alta precisión, tamaño compacto, buena estabilidad y fácil integración. Sus principales limitaciones son la deriva térmica, su inadecuación para altas presiones y la fragilidad de su diafragma. Sigue siendo un componente esencial en las industrias petroquímica, energética, farmacéutica y automotriz.
