Die Hauptfaktoren, die die Druckfestigkeit von Vibrationssensoren beeinflussen, lassen sich hauptsächlich in drei Kategorien einteilen: Verpackungsstruktur, Materialauswahl und Designprozess. Diese bestimmen direkt die Widerstandsfähigkeit des Sensors gegen hohen Druck:
1. Verpackungsstruktur und Isolationsdesign
Membrandicke: Bei direkten -Drucksensoren in Kontakt mit dem geschmolzenen Metall bietet eine dickere Membran eine höhere Druckbeständigkeit, eine übermäßige Dicke verringert jedoch die Empfindlichkeit. Eine unzureichende Membrandicke führt dazu, dass sich die Membran unter hohem Druck verformt und reißt, was direkt zum Ausfall des Sensors und zu Undichtigkeiten führt.
Stärke des Kapselungsgehäuses: Sensoren mit integrierter Edelstahlverpackung weisen eine deutlich bessere Druckbeständigkeit auf als solche mit gespleißter/Kunststoffverpackung. Nähte an den Verbindungsstellen werden zu Schwachstellen der Druckfestigkeit, da sie unter hohem Druck leicht reißen und undicht werden.
Verdrahtungsabdichtungsstruktur: Eine unzureichende Dichtungskonstruktion an den Verdrahtungspunkten führt dazu, dass geschmolzenes Metall unter hohem Druck leicht durch die Verdrahtungsspalte eindringt, das Sensorelement beschädigt und einen Druckausfall verursacht.
2. Materialauswahl
Membranmaterial: Sensoren, die hochfeste Legierungsmaterialien wie 17-4PH-Edelstahl und Hastelloy verwenden, weisen eine deutlich bessere Druckfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit auf als gewöhnlicher Kohlenstoffstahl und sind selbst bei langfristiger Wechselbelastung mit hohem Druck weniger anfällig für Ermüdungsrisse. Dichtungsmaterialien: Zur Abdichtung werden hochdruck- und hochtemperaturbeständige Polytetrafluorethylen- (PTFE) und Metalldichtungen verwendet, die eine höhere Druckfestigkeit und Stabilität als gewöhnliche Gummidichtungen bieten und bei hohen Temperaturen und hohem Druck weniger anfällig für Verformungen und Ausfälle sind.
3. Herstellungsprozess
Schweißverfahren: Die integrierte Schweißkapselung bietet eine bessere Druckfestigkeit als Schraubverbindungen. Schweißfehler führen direkt zu Schwachstellen in der Druckfestigkeit, wodurch sie bei hohem Druck anfällig für Risse sind.
Spannungsabbau: Wenn während der Produktion kein Spannungsabbau durchgeführt wird, entstehen Restspannungen im Inneren des Sensors. Längere Einwirkung von hohem Druck führt zu einer allmählichen Verformung, was zu einem kontinuierlichen Rückgang der Druckfestigkeit führt.
Kalibrierungsprozess: Sensoren, die im Werk keiner Druckwiderstandskalibrierungsprüfung unterzogen wurden, weisen eine große Abweichung zwischen dem Nenndruckwiderstand und dem tatsächlichen Druckwiderstand auf, was leicht dazu führt, dass der Nenndruckwiderstand erreicht wird, der tatsächliche Widerstand jedoch nicht ausgehalten werden kann.
