德国IFM易福门压力传感器潜水式压力传感器PS4407的工作原理

易福门 PS4407 作为潜水式压力传感器,核心基于静压式测量原理搭配压阻效应实现工业液体液位测量,同时通过专用电缆完成压力补偿,保障水下测量的精准性,具体工作原理可分为以下几个关键环节

静压感知液位高度:该传感器为静压式潜水变送器,测量时需浸入被测工业液体中。根据静压原理,液体中某点的静压与该点到液面的深度成正比,其测量范围为 0 - 0.6bar,对应的液位高度可通过静压值反向推算。当传感器浸入液体后,液体压力会直接作用于其内部的弹性敏感元件(如金属或陶瓷膜片),液位越高,作用在敏感元件上的压力就越大,膜片产生的形变量也随之成比例变化。

压阻效应转化电信号:传感器的弹性敏感元件背面集成了压敏电阻并构成惠斯通电桥。依据压阻效应,敏感元件受压力产生形变时,会带动压敏电阻的阻值发生相应改变,进而使惠斯通电桥出现失衡,产生与压力大小对应的微弱电压信号。这一步完成了从液体压力物理量到微弱电信号的初步转换,为后续信号处理奠定基础。

电缆辅助压力补偿:PS4407 配备了内置全长补偿管的专用 FEP 电缆。水下测量时,外界大气压可能发生波动,若不进行补偿会导致液位测量出现偏差。而该专用电缆可将外界大气压引入传感器内部的补偿结构,自动抵消大气压波动对测量的影响,无需额外加装补偿装置,简化测量流程的同时保证了不同气压环境下的测量精度。

信号调理输出标准信号:经惠斯通电桥产生的电压信号十分微弱,且可能受温度等因素干扰。传感器内部的信号调理电路会对该微弱信号进行放大处理,同时通过温度补偿模块修正误差 —— 其在 0 - 50℃区间内零点和量程的温度系数均小于 ±0.2% 测量范围 / 10K,能大幅降低温度变化对信号的影响。最终,调理后的信号会转换为 4 - 20mA 的工业标准模拟信号输出,该信号可直接传输至工业控制系统,系统再根据预设的静压与液位对应关系,换算出准确的液位数据。

防护保障稳定工作:传感器外壳采用 1.4571(316Ti)不锈钢材质,防护等级达 IP68,能完全隔绝水下液体侵入内部电路。同时其具备反极性保护和短路保护功能,可避免水下布线或电路异常时损坏元件,确保在 - 10 - 85℃的介质温度环境中持续稳定地完成压力 - 电信号的转换与传输工作。


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