Silikon-auf-Saphir-Drucktransmitter für extreme Bedingungen

1Warum brauchen Sie einen Saphir-Drucktransmitter?

Standarddrucksensoren versagen, wenn der Prozess wirklich feindlich ist: hohe Temperaturen, starke Säuren und Alkalien oder ionisierende Strahlung.Verwendung von Silizium-auf-Saphir-Technologie (SOS), verbindet ein einkristallines Silizium-Sensorelement mit einem Saphir-Substrat, einem der härtesten, chemisch inertesten und strahlungsbeständigsten Materialien.Das Ergebnis ist ein Druckmessgerät, das genau misst, wo herkömmliche Geräte korrodieren, abbaut oder versagt, was es für nukleare, Luft- und Raumfahrtanwendungen und schwere chemische Anwendungen unerlässlich macht.

2. Arbeitsprinzip des Saphirdrucktransmitters

Der Saphir-Sender misst den Druck mit Hilfe eines halbleitersensitiven Silizium-auf-Saphir-Elements (SOS), das auf dem Prinzip der Dehnungsbeständigkeit basiert.Eine dünne Siliziumschicht wird auf einem Saphir-Substrat epitaxial angebautWenn der Druck die Saphir-Silizium-Struktur deformiert, ändert sich der Widerstand der Piezoresistoren und erzeugt ein Signal, das dem Druck proportional ist.Denn Saphir ist ein ausgezeichneter Elektroisolant und chemisch und thermisch stabilDas Sensorelement funktioniert zuverlässig unter Bedingungen, die gewöhnliche Siliziumsensoren zerstören würden.

3- Vorteile des Saphirdesigns

• Temperaturbeständigkeit:Dauerbetrieb von -40 °C bis +200 °C, für kurze Zeit höher.
• Korrosions- und Verschleißfestigkeit:Saphir ist chemisch stabil, gegen Säure und Alkali.
• Strahlungsbeständigkeitgeeignet für Kern- und stark strahlende Umgebungen.
• Hohe Dämmung:Die elektrische Isolierung von Saphir ermöglicht eine direkte, stabile Sensorik.
• Langfristige Stabilitätminimale Drift auch unter extremen Betriebsbedingungen.

Gemeinsame Herausforderungen und Lösungen bei der Messung

Warum wählen Sie unseren Saphir-Drucktransmitter?

• Silicon-on-Sapphire (SOS) Halbleitererkennungstechnologie
• Dauerbetrieb bei -40 °C bis +200 °C
• Strahlungsbeständigkeit für Kernumgebungen
• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegen Säure und Alkali
• Überlegene Abnutzungsbeständigkeit durch Saphirhärte
• Hohe elektrische Isolierung für eine stabile Sensorik
• Langfristige Stabilität unter extremen Bedingungen
• Prinzip der Messung der Dehnungsfestigkeit
• mit einer Breite von mehr als 20 mm,
• Bewährt in Kern-, Luft- und Raumfahrtanwendungen

F: Was ist ein Saphirdruckmessgerät?

Ein Saphirdrucktransmitter verwendet Silizium-auf-Saphir (SOS) -Technologie, bei der eine dünne Einzelkristall-Siliziumschicht auf einem Saphirsubstrat angebaut wird und in dem Silizium Piezoresistoren gebildet werden.Wenn der Druck die Struktur verformt, ändert sich der Widerstand des Piezoresistors und erzeugt ein druckproportionales Signal.Chemische Trägheit und Strahlentoleranz machen diesen Sender für extreme Umgebungen geeignet, wo gewöhnliche Silizium- oder Metallsensoren versagen würden..

F: Was ist Silizium-auf-Saphir (SOS) Technologie?

Silicon-on-Sapphire ist eine Halbleiterfertigungstechnologie, bei der ein Einzelkristall-Siliziumfilm direkt auf einem synthetischen Sapphire (Alumina) -Substrat epitaxial angebaut wird.Der Saphir ist ein hervorragender elektrischer Isolator und eine mechanisch stabileDiese Kombination verleiht den SOS-Sensoren einen überlegenen Temperaturbereich.Korrosionsbeständigkeit und Strahlentoleranz im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-on-Isolator- oder Metall-Deckungssensoren.

F: Warum ist Saphir strahlungsbeständig?

Sapphire (single-crystal alumina) is highly resistant to ionizing radiation because its crystalline structure and chemical bonds are extremely stable and do not degrade significantly under radiation exposureIm Gegensatz zu Silizium, das Gitterfehler entwickeln kann, die die Leistung unter Strahlung beeinträchtigen, behält Saphir seine mechanischen und elektrischen Eigenschaften.Dies macht Saphir-basierte Sender für Kernreaktoren geeignet, medizinische Strahleneinrichtungen und andere Umgebungen mit hoher Strahleneinwirkung.

F: Welche Temperatur kann er aushalten?

Der Saphir-Drucktransmitter kann kontinuierlich von -40 °C bis +200 °C arbeiten und kann für kurze Zeit sogar höhere Temperaturen aushalten.Dieser breite Temperaturbereich umfaßt chemische Prozesse bei hohen Temperaturen.Die thermische Stabilität des Saphirsubstrats ist der Schlüsselfaktor.Da es bei Temperaturen, die herkömmliche Sensorikmaterialien erweichen oder abbauen würden, weder Festigkeit noch Stabilität verliert.

F: Ist es gegen Säure und Alkali beständig?

Saphir hat eine ausgezeichnete chemische Stabilität und widersteht Säure- und Alkalikorrosion, weshalb er in aggressiven chemischen Umgebungen verwendet wird.Inertsafiroberfläche reagiert nicht mit den meisten ätzenden Stoffen, die Sensorlebensdauer in konzentrierten Säuren, starken Alkalien und anderen scharfen Chemikalien verlängert, die Metalldiaphragmen korrodieren würden.Diese chemische Beständigkeit ist ein Hauptgrund, einen Saphir-Sender für korrosive Anwendungen zu wählen.

F: Wie verhält es sich mit Metall-Diaphragma-Sensoren?

Metalldiaphragm-Sensoren bieten bei richtiger Legierung eine gute Korrosionsbeständigkeit, sind aber durch Temperatur, Strahlung und chemische Angriffe begrenzt.Ein Saphir-Sender bietet einen ganz anderen Ansatz.Einer der wichtigsten Faktoren ist, dass die Metallsensoren für den Einsatz in der Praxis günstiger sind.Saphir ist die Wahl, wenn die TemperaturDie Anforderungen an Korrosion und Strahlung übersteigen die Fähigkeit der Metalle.

F: Wo werden Saphirdruckmessgeräte verwendet?

Saphir-Drucktransmitter werden in extremen Anwendungen eingesetzt: Kernreaktoren und Einschließungssysteme, starke saure und alkalische chemische Prozesse, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssysteme,mit einer Breite von mehr als 20 mm,Sie werden spezifiziert, wenn die Kombination von hohen Temperaturen, korrosiven Medien und Strahlenexposition herkömmliche Sensoren besiegen würde.und wenn die Messsicherheit unter diesen Bedingungen für Sicherheit und Leistung von entscheidender Bedeutung ist.

F: Was ist die langfristige Stabilität?

Der Saphir-Sender bietet eine ausgezeichnete Langzeitstabilität, mit minimalem Drift sogar unter extremen Betriebsbedingungen.und die epitaxiell angebaute Silizium-Saphir-Bindung ist sehr langlebigDiese Stabilität bedeutet, daß das Gerät seine Kalibrierung über lange Betriebsintervalle hinweg beibehält.Verringerung der Notwendigkeit einer Neukalibrierung in schwer zugänglichen Anlagen wie Tiefloch- oder Kernräumen.

F: Wie hoch ist die Verschleißfestigkeit?

Saphir ist eines der härtesten bekannten Materialien, nur hinter dem Diamanten, was ihm eine hervorragende Verschleiß- und Abriebfestigkeit verleiht.Dies bedeutet, dass die Sensoroberfläche der Erosion durch abrasive Partikel in der Prozessflüssigkeit widersteht und ihre Integrität unter rauen Strömungsbedingungen beibehältDiese Verschleißfestigkeit, kombiniert mit Korrosions- und Strahlungsbeständigkeit, trägt zur langen Lebensdauer des Senders bei anspruchsvollen Anwendungen bei.

F: Wie funktioniert die Messung der Dehnungsfestigkeit?

Die Spannungswiderstandsmessung (Piezoresistive) erfolgt durch Ermittlung von Veränderungen des elektrischen Widerstands durch mechanische Spannung.In der Silikonschicht, die an das Saphirsubstrat gebunden ist, entstehen PiezoresistorenWenn der Druck die Struktur verformt, ändert die Dehnung den Widerstand des Piezoresistors, der gemessen und in ein Drucksignal umgewandelt wird.empfindliche und stabile Messung des angewandten Drucks.