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      新型壓力變送器如何超越了傳統的汞技術性能細節分析

      返回列表發布日期:2019-07-11 10:42:22    |    


            近400年來,水銀測量儀一直是衡量壓力的最準確方法?,F在,在看到“第一道光”的幾周內,一種新型的壓力變送裝置在分辨率、速度和范圍上都超過了最好的基于汞的技術的性能,而且尺寸只有一小部分。這種新儀器稱為固定長度光學腔,它通過檢測通過充滿氮氣的腔體的光波長的細微變化來工作。
            我們的設計(固定長度光學腔)是一個壓力變送器,它通過檢測通過兩個通道的光波長的細微差別來工作:一個充滿氣體,另一個充滿真空。壓力的變化改變了氣體的密度,這使得在充氣通道中共振的光的波長變長或縮短,同時真空通道中的光不受影響。
            系統準備將傳統的壓力變送器作為用于校準商用設備的標準,我們研究人員的跨學科團隊表示,他們開發了該系統,并將在未來幾年繼續對其進行改進。新設計也是工廠級壓力儀器的有希望的候選者,可用于各種行業,包括與半導體,玻璃和航空航天制造相關的行業。“我們已經超出了三年前的預期,”熱力計量組組長說。“該設備不僅是光子變送器,它也是主要標準。它是第一個基于光子的主要壓力標準。它的工作原理。大約相當于旅行杯的大小,分辨率為0.1 mPa(毫帕或千分之一帕斯卡),比官方壓力標準好36倍,這是一個3-米高(約10英尺)的液態汞,延伸通過校準室的天花板。
            熱力計量組的研究員說,空腔的范圍也比低端水銀壓力計的范圍大,“從一毫升到十萬帕斯卡級的”令人印象深刻的寬范圍“。“沒有其他儀器可以處理如此多的不同范圍并具有高分辨率,”他繼續道。我們也比標準水銀壓力計快100倍。“它可以在一秒鐘內完成大型水銀壓力計大約需要一分半鐘的時間,” 熱力計量組的研究員說。
            在其銅容器內,蓋子被移除,露出兩個通道的上部。傳統的壓力變送器依賴于水銀柱高度的變化,它隨壓力而上升或下降。但是雖然準確可靠,但這些儀器體積龐大,并且它們對汞(一種神經毒性物質)的依賴性使它們變得不可取。實際上,汞的危害促使全球努力從產品和制造中削減或逐步淘汰這種物質,這一目標已由100多個國家簽署的聯合國環境規劃署(UNEP)條約體現。新型壓力變送器由溫控光腔組成,約15.5厘米(約6英寸)長,5厘米(2英寸)×5厘米(2英寸)用銅包裹。腔體包含兩個通道,一個充滿氮氣,另一個充滿真空。一束低功率紅色(633-nm)激光被“鎖定”到每個通道,這意味著它形成一個駐波,通過對其波長的不斷調整實現自同步。允許來自每個通道的一些光離開,其中光束組合以形成干涉圖案。
            壓力的變化不會影響真空管中的光,因為沒有介質受到影響。但它確實會影響氮的密度,從而改變氣體的折射率或光線穿過它的速度。并且這種光速的變化會影響在充氮通道中共振的光的波長。雖然這些波長的變化是微小的,在皮米級別上,比原子小一百倍,但它們可以在干涉圖案中被檢測到。到目前為止,該技術精確到0.005%或百萬分之50(ppm),這使其優于大多數商業壓力變送器相關產品推薦:雷達液位計、 電磁流量計、 金屬管浮子流量計、 孔板流量計、 磁翻板液位計、 差壓變送器、 磁翻板液位計廠家 電接點壓力表 北京布萊迪、

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