Загрязнение как причина дрейфа в датчиках давления

При разработке новых двигателей внутреннего сгорания частицы сажи или остатки масла могут загрязнять используемые датчики. Последствиями такого загрязнения станут все более неточным показаниям.

Когда, например, система выпуска отработавших газов нового двигателя контролируется с помощью датчиков давления, все больше и больше мелкой пыли оседает на диафрагме датчика. Мембрана пьезорезистивных датчиков давления очень тонкая, что и позволяет получать точные результаты измерений. Но когда на ней со временем образуется слой сажи, это снижает общую чувствительность прибора.

Защита датчиков давления от твердых частиц

Конечные пользователи отмечают этот дрейф в датчике, выполняя контрольные измерения давления. Они обнаружат значительные различия между значениями эталонного прибора и самого загрязненного датчика. Часто измеренные сигналы отклоняются слишком далеко от ожидаемых результатов. Сильные колебания измеренных значений также могут быть признаком загрязнения.

Как правило, производитель STS рекомендует пользователям, чьи датчики подвергаются загрязнениям, обслуживать их максимум через 100 часов работы. Кроме того, нужно постараться максимально защитить датчик от загрязнения.

Рассмотрим два распространенных метода.

Данный способ не заменяет техобслуживание датчика через 100 часов, но упрощает очистку и сохраняет мембрану. Для защиты от загрязнения на мембрану наносится очень тонкая металлическая защитная пленка. После максимум 100 часов работы эта пленка просто снимается и заменяется новой.

Этот метод позволяет убить двух зайцев сразу. В значительной степени защитить мембрану от загрязнения может охлаждающий адаптер или климатический клапан, прикрученный к передней части напорного отверстия. Климатический клапан открывается только тогда, когда есть что измерять. Если не требуется постоянного контроля давления, это станет хорошим методом минимизации загрязнения датчика.

В то же время с помощью охлаждающего элемента можно обеспечить постоянную температуру датчика. А ведь она также влияет на точность измерений пьезорезистивных датчиков давления.

Загрязнение вязкими маслами типично при разработке судовых двигателей. Добавленные присадки осаждаются на мембране и могут повредить ее. Эти осадки снижают чувствительность датчика давления, поэтому необходимо регулярное обслуживание.

Чтобы минимизировать загрязнение и его последствия, следует учитывать характеристики датчика давления при его выборе. Рекомендуется использовать мембрану из нержавеющей стали, которая имеет фронтальный слив и не имеет каналов, где могут собираться даже мельчайшие отложения. Имеет значение и гладкость мембраны, так как на шероховатой поверхности нежелательные частицы оседают быстрее, а чистить ее сложнее.

Чтобы очистить загрязненный датчик давления, его нужно извлечь из процесса. В качестве чистящего средства рекомендуется изопропанол (IPA). Очищать мембрану следует без твердых воздействий, используйте, например, ватные палочки. Ни при каких обстоятельствах не используйте сжатый воздух, поскольку мембраны очень тонкие и под большим давлением деформируются.