一、核心结构(CERTEC® 陶瓷芯体)
1. 核心组件(全陶瓷一体化)
感压膜片(动极板):高纯99.9% 氧化铝(Al₂O₃)陶瓷,厚度 0.3~0.8mm,弹性模量高、形变量极小(微米级)、化学惰性极强、耐磨损 / 腐蚀 / 高温。
固定基座(定极板):同材质陶瓷,表面镀金 / 铬电极,与膜片形成平行板电容器,间隙仅10~30μm(真空 / 惰性气体填充,干式无油)。
玻璃封接层:高温玻璃焊料将膜片与基座气密焊接,形成密封参考腔(绝压为真空、表压为参考大气压),无 O 型圈、无泄漏、零死角。
内置温度传感器(PT100):集成在基座,实时测温,用于全温区自动温度补偿,消除热膨胀 / 介电常数漂移误差。
电极与引线:膜片 / 基座内表面镀金电极,通过玻璃封接引出,信号传输稳定、无接触磨损。
2. 结构优势(区别于金属压阻 / 充油传感器)
干式无填充液:无硅油 / 传导液,杜绝介质污染、温度滞后、长期漂移,适配食品 / 制药 / 卫生级 CIP/SIP。
全陶瓷齐平膜:无弹性体、无应力集中,耐结晶、粘稠、颗粒介质,易清洗、无挂料。
一体化焊接:玻璃封接强度高、气密性好,耐受温度骤变、振动、冲击。
二、核心工作原理(电容式压力传感)
1. 物理基础:平行板电容公式
C=dε0⋅εr⋅A
C:电容量(pF)
ε₀:真空介电常数
εᵣ:介质相对介电常数(空气≈1)
A:极板有效面积(固定)
d:极板间距(核心变量,随压力形变)
2. 压力→形变→电容变化的完整过程
压力加载:被测介质压力作用于陶瓷膜片外表面,膜片产生微米级弹性弯曲形变(挠度 < 1μm),向固定基座方向凹陷。
间距变化:膜片(动极板)与基座(定极板)的间隙 d减小,电容 C增大;压力卸载,膜片回弹,d 增大、C 减小;负压时膜片反向弯曲,d 增大、C 减小。
电容检测:专用 ASIC 电路高频激励(1~10MHz),精确测量电容变化量(灵敏度可达 0.1~0.5 pF/bar),分辨率极高。
温度补偿与线性化:内置 PT100 实时采集温度,微处理器对电容值做温度漂移修正、非线性校准、量程标定,输出高精度压力 / 液位数字信号。
信号输出:数字信号转换为 4~20mA+HART、IO-Link、RS485 等标准工业信号,供控制系统采集。
3. 绝压 / 表压 / 差压的原理差异
绝压(A):参考腔抽成高真空,测量相对于绝对真空的压力,无大气压干扰,适合真空 / 蒸馏 / LNG。
表压(G):参考腔通大气,测量相对于大气压的表压,最通用。
差压(D,VEGADIF 85):双陶瓷芯体,测量两点压力差,用于流量、液位差、过滤器堵塞监测。
三、关键技术特性(性能根源)
1. 超高过载能力(200 倍量程)
陶瓷膜片弹性极限极高,过压时膜片完全贴合基座,形变停止、不损坏、无永久变形;压力消失后立即回弹、零迟滞、零漂移;对比金属压阻(1.5~2 倍过载),微压场景(25 mbar)可耐 5 bar 冲击,彻底解决小量程易损坏问题VEGA威格。
2. 微压高精度(0.05% FS)
最小量程:25 mbar(0.025 bar),微压测量标杆,适合实验室、净化、小流量计量。
重复性:≤±0.02% FS,长期稳定性:≤±0.1% FS / 年,无需定期校准(陶瓷无材料疲劳、无蠕变)VEGA威格。
温度影响:-40~+150℃全温区补偿,温度系数 <±0.01% FS/℃,适应剧烈温度波动工况。
3. 强介质兼容性
陶瓷(Al₂O₃)化学惰性:耐强酸、强碱、有机溶剂、盐雾、蒸汽,适配绝大多数腐蚀性介质。
齐平膜、无死角、无 O 型圈:Ra≤0.3~0.8μm,满足 FDA、3-A、EHEDG 卫生级,CIP/SIP 高压清洗(IP69K)。
4. 自诊断与安全特性
膜片破裂监测:内置参考电容对比,膜片破损时电容突变,0.1s 内触发报警,防止介质泄漏 / 污染。
本安防爆:Ex ia IIC T6 Ga,适配 Zone 0/1/2 危险区。
SIL 2/3 安全认证:用于安全仪表系统(SIS),高可靠性。
四、与金属压阻(METEC®)核心对比
表格特性CERTEC® 陶瓷电容METEC® 金属压阻测量原理电容变化(干式)电阻应变(充油)最小量程25 mbar(微压)0.1 bar(中高压)过载能力200 倍量程1.5~2 倍量程长期漂移几乎为零(无蠕变)存在蠕变 / 温度漂移介质兼容性强腐蚀、卫生、结晶一般腐蚀、洁净介质温度范围-40~+150℃-40~+200℃典型精度0.05%~0.1% FS0.1%~0.2% FS
五、应用场景与选型边界
最佳适用场景
微压 / 高精度:<1 bar、实验室、计量、净化系统
卫生 / 无菌:食品、制药、生物、CIP/SIP
强腐蚀 / 结晶:化工、酸碱、浆料、易结晶介质
抗过载 / 冲击:压力波动大、频繁启停、小量程保护
高压:>100 bar 优先选金属压阻(VEGABAR 83,最高 1000 bar)
超高温:>150℃需化学密封隔离(VEGABAR 81,最高 400℃)
强振动:陶瓷抗振优于普通金属,但极端振动需减震安装
六、总结
威格 CERTEC® 陶瓷传感器以干式氧化铝陶瓷电容 + 玻璃封接 + 全温补偿为核心,将压力转化为可精确测量的电容变化,实现微压高精度、200 倍过载、零漂移、强防腐、卫生级的综合优势,是小量程、高精度、严苛工况压力 / 液位测量的最优方案之一。
联系方式:15902111105

