Измерять давление очень просто, если вы используете датчик давления. Но как превратить хороший датчик в идеальный преобразователь давления? Технический директор компании Keller Бернхард Веттерли дает краткое представление о том, что необходимо для создания точных и надежных измерительных систем.
Информация лежит в основе любого решения и любого действия. Именно поэтому измерение, проверка, сравнение и тестирование являются отправной точкой для всех видов оптимизации. Без данных не может быть циклов обратной связи и процессов улучшения. В мире измерительных систем это играет решаю-щую роль. Только так нам удавалось совершенствовать нашу продукцию на протяжении десятилетий.
Чем лучше мы разбираемся в наших продуктах, тем больше у нас возможностей для их разработки и оптимизации, а также для повышения воспроизводимости конечных результатов. Качество продукции зависит от проектирования и производственных процессов. Тесное сотрудничество между командой проектировщиков, подразделениями по разработке электроники и программного обеспечения и производственным отделом является ключевым фактором успеха KELLER.
Знак качества для датчиков KELLER – оригинал с 1974 года
Измерение и тестирование при разработке продукции
Датчики давления преобразуют давление, которое является физической величиной, в электрический сигнал. Чтобы определить, насколько хорош измерительный прибор, необходимо точно измерить и сравнить физические и электрические факторы. В конечном итоге компания KELLER несет ответствен-ность за новый продукт и должна быть в состоянии продемонстрировать, что он соответствует ожиданиям и стандартам или даже превосходит их.
Электроника
Электромагнитная совместимость (ЭМС) требует, чтобы датчики давления выдерживали электромагнит-ное излучение частотой до 6 ГГц, электростатические разряды (ЭСР), а также импульсы и скачки напряжения (удары молнии). В KELLER тестируются датчики на наличие дополнительных факторов, которые могут вызвать проблемы в реальных условиях. Например, мы оптимизируем электронику новых датчиков, чтобы они могли работать в непосредственной близости от инверторов тока, при помехах или сбоях электропитания. Кроме того, каждый датчик оснащен системой защиты от перенапряжения и обратной полярности.
Лаборатория испытаний ЭМС
Подготовка к испытаниям на вибрацию и удары
Механическое проектирование
Компоненты корпуса, сварные швы, диафрагмы и напорные соединения проектируются с помощью инструментов моделирования. Это позволяет выявлять и устранять потенциальные ошибки проектирования уже на этапе разработки.
 |
 |
Испытания давлением
Мы подвергаем наши манометры высокого давления испытаниям на разрыв и длительным испытаниям давлением до 4000 бар не только при комнатной температуре, но и в климатических камерах при температуре до 200 °C.
Испытания на разрывное давление и длительные испытания на давление в лаборатории механических испытаний
Длительные испытания
Наши системы циклического воздействия давлением работают круглосуточно и позволяют создавать перепады давления до 1800 бар. На этапе проектирования испытуемые изделия подвергаются воздействию 10 миллионов циклов давления в диапазоне от 0 до 100 % от указанного диапазона давления, который мы гарантируем в наших технических характеристиках. Кривая Вёлера показывает, что можно ожидать устойчивости к любому количеству циклов нагрузки.
Наши системы циклического нагружения находятся в постоянном использовании
Процессы измерения и тестирования гарантируют качество нашей продукции. Но не менее важную роль играют наши высококвалифицированные сотрудники, которые думают самостоятельно, внимательно работают и хорошо разбираются в методах и процессах. Комплексные процедуры тестирования в производстве и длительные измерения в конечном итоге хороши настолько, насколько хороши люди, которые их проводят. Именно поэтому мы уделяем большое внимание точности, ответственности и вкладу каждого отдельного сотрудника.
Промежуточные испытания в производстве
Все эти усилия и измерения, а также отклонения от заданных параметров характеризуются и корректируются таким образом, чтобы наши клиенты всегда могли рассчитывать на точные результаты измерений. Мы поставляем им преобразователи давления со стандартизированным выходным сигналом и общей погрешностью ± 0,05% ВПИ во всем диапазоне температур.
В процессе производства датчиков в KELLER проводятся следующие измерения и испытания.
В основе наших датчиков лежит сам датчик давления. Он состоит из кремниевого чипа, расположенного за металлической мембраной, которая преобразует физическое давление в электрический сигнал. Прежде чем новые партии чипов могут быть запущены в производство, они проходят процедуру проверки датчиков, которая контролируется отделом разработки. Для этого чипы датчиков встраиваются в измерительные ячейки и подвергаются тщательному тестированию. Это не просто проверка поступающего товара, она включает в себя не только всестороннее измерение характеристик с помощью давления и температуры, но и длительное измерение в течение 3 месяцев при высокой температуре.
Кремниевая пластина примерно с 1200 отдельными сенсорными чипами
Долгосрочные измерения новых партий чипов
Механические компоненты
В процессе сборки механических компонентов все соединения подвергаются испытаниям на герметичность с помощью гелия. Этот тест непосредственно интегрирован в систему тиснения тонких металлических диафрагм в датчике давления, чтобы исключить дальнейшую обработку дефектных компонентов. Разумеется, каждое готовое устройство давления также подвергается воздействию давления и температуры, чтобы проверить его устойчивость к давлению и структурную целостность.
Испытание на герметичность механических компонентов с использованием гелия
Характеристики каждого отдельного датчика
Как только микросхемы датчиков давления устанавливаются в корпус с легко регулируемыми соединениями для подачи давления и сигналов, начинаются контрольные измерения и первоначальная оценка. Они могут длиться от нескольких часов до нескольких дней. Технология пьезорезистивных датчиков с характерным температурным поведением позволила нам за эти годы установить более 60 измерительных систем с общим количеством измерительных станций 12 000. Несмотря на то, что материалы, производственное оборудование и воспроизводимость процессов постоянно совершенствуются, каждый датчик давления немного отличается от других и имеет свои особенности. По этой причине компания KELLER тщательно тестирует и оценивает поведение каждого отдельного датчика при давлении и температуре.
Установка датчиков в адаптерные рейки для проверки давления и температуры в измерительных системах
Измерительная система для измерения производительности посредством давления и температуры
Оценка данных измерений
Компенсация
Такая индивидуальная характеристика датчиков позволяет математически описать отклонение от идеального поведения и понять, как можно компенсировать это отклонение. Затем эту информацию можно предоставить заказчику в виде полиномиального коэффициента. В случае с преобразователями давления коэффициенты подаются непосредственно в электрическую схему компенсации. Это ключ к созданию «идеального преобразователя давления», о котором говорилось в начале.
Моделирование физических характеристик сенсорного элемента
Промежуточные и окончательные испытания
После завершения важной работы и перед упаковкой и отправкой манометров они должны пройти всесторонние функциональные испытания и проверку точности в так называемом испытательном стенде. Испытательный стенд был разработан компанией KELLER с использованием специального программного и аппаратного обеспечения. Он постоянно совершенствуется и может проводить автоматизированные испытания.
Финальный тест с использованием внутреннего «Unitester»
Последующие измерения и испытания
Обширные измерения и испытания, которые компания KELLER проводит для датчиков, приносят заказчикам прямую выгоду благодаря индивидуальным и комплексным характеристикам датчиков.
Сертификат калибровки с данными измерений давления и температуры
Большой объем данных измерений также дает компании KELLER необходимые статистические данные для лучшего понимания свойств различных конструкций датчиков и, таким образом, служит основой для постоянного совершенствования датчиков.
Наша команда по производству оборудования разрабатывает решения по автоматизации, которые соответствуют требованиям нашего производственного отдела и отвечают высоким стандартам качества и точности. Это позволяет нам постоянно совершенствовать нашу продукцию, стабильность процессов и эффективность на протяжении последних 50 лет.
Для получения дополнительной информации о приборах можно обратиться в ИЗМЕРКОН по телефону +7 (812) 309 56 05 или через форму обратной связи.
_80x0_e6f.jpg)
_80x0_e6f.jpg)
