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耐高溫壓力傳感器的廣泛應用

時間:2021-03-24 點擊次數:

耐高溫壓力傳感器廣泛應用于航空宇宙、石化、汽車等領域的高溫環境下的壓力測量。例如,測量航空航天發動機燃燒室在啟動、停止和不穩定燃燒期間的各種瞬變壓力,掌握燃燒室壓力的變化規律,為發動機的設計和評價提供依據,測量石化領域的各種反應釜、冶煉塔、采油井下壓力,為安全生產和提高石油產量提供判斷依據這些領域對耐高溫壓力傳感器的年需求約為4萬臺。隨著國民經濟和國防現代化的發展,高溫壓力傳感器的市場需求將以每年10%~32%的速度增長。


傳統硅壓力傳感器只能在120℃以下測量壓力。超過120℃時,傳感器的性能嚴重惡化或無效。當傳感器遇到被測流體大于100℃時,系統和電路就會出現故障。


西安交通大學精密工程研究院利用微機電子系統技術研發的硅隔離耐高溫微壓傳感器,可在-30℃~250℃下測量壓力,完成1000兆帕以下任意測量范圍的壓力測量,承受2000℃的瞬時高溫沖擊。該項目是國內首個項目,有效解決了中國航天、石化、汽車工業等領域高溫環境下的壓力測量技術問題,解決了瞬時高溫沖擊下傳感器故障問題,打破了國外同類產品對中國傳感器市場的壟斷,提高了中國整體水平和國際競爭力,具有很高的推廣和使用價值。


在項目科技成果鑒定會上,專家現場現場調查了耐高溫壓力傳感器產品和生產現場。通過討論和質疑,專家認為該產品采用高能氧離子注射技術制作二氧化硅隔離層,將檢測回路與基礎隔離,避免高溫下檢測回路與基礎之間的漏電流,解決了傳統硅壓力傳感器120℃故障的技術問題,該產品被測定高溫流體與硅敏感部件隔離,避免被測定流體的瞬時高溫沖擊,解決了2000℃瞬時高溫沖擊的問題專家認為,該項目的性能指標和總體水平達到國際先進水平,敏感元件的集成設計和傳感器結構設計達到國際領先水平。


據悉,該研發的耐高溫壓力傳感器可以滿足高溫、高壓、高頻響應、瞬時高溫沖擊等惡劣環境下的壓力測量,具有自主知識產權,填補了國內在該領域的諸多空白,促進了我國航空航天、石油化工、汽車工業等領域的工業自動化進程,進一步后續研發。


根據耐高溫壓力傳感器投入試驗的數據,該產品成本低,性能穩定可靠,技術兼容性好,體積小,靈敏度高,不僅在靜態精度、耐高溫工作能力和動態響應能力等技術指標上與國外同類先進產品相當,而且在耐瞬時高溫沖擊、工作范圍等性能指標上具有獨特性,長期困擾企業的高溫下。


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