Produktbeschreibung

Unser hochpräziser Quarzkristall-Drucksensor der SG-HP-Serie verwendet hochreinen Quarzkristall als Sensorkern. Basierend auf dem piezoelektrischen Effekt misst es den Druck durch die lineare Verschiebung der Resonanzfrequenz unter Belastung und nutzt dabei die inhärente physikalische Stabilität und rauschresistente Frequenzausgangscharakteristik des Quarzes.

Der Sensor wurde für hochpräzise Messungen in rauen, geschäftskritischen Umgebungen entwickelt und erreicht eine Genauigkeit von ±0,02 % FS und eine jährliche Drift von unter 0,02 % FS bei extremen Temperaturen, starken Vibrationen und korrosiven Medien. Die hermetische Ganzmetallverpackung sorgt zusammen mit dem proprietären Temperaturkompensationsalgorithmus für eine konsistente Reaktion über den gesamten Frequenzbereich, keine Hysterese und eine starke Anti-Interferenz-Leistung.

Das Sensorgehäuse besteht aus Inconel 718 und der Faltenbalg aus Inconel 625. Diese Hochleistungs-Superlegierungen bieten eine hervorragende Beständigkeit gegen Korrosion, hohen Druck und extreme Hitze für einen langfristig zuverlässigen Betrieb.

Zu den typischen Anwendungen gehören Öl-Gas-HPHT-Untertagebetriebe, Unterwasserüberwachung, Druckkalibrierungssysteme und High-End-Industrieszenarien.

Hauptmerkmale und Vorteile

Hochwertige Messleistung

Ultrahohe Genauigkeit: ±0,02 % FS für anspruchsvolle präzisionskritische Messungen

Überlegene Langzeitstabilität: Geringe zeitabhängige Drift durch Quarzresonanz-Sensorprinzip

Hohe Auflösung: Erkennt subtile Druckschwankungen bis zu 100 Pa

Schnelle Reaktion auf Druck- und Temperaturschwankungen

Robuste Anpassungsfähigkeit an die Umwelt

Hervorragende Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, Vibrationen, Stöße und korrosive Medien; keine externe Stoßdämpfermontage erforderlich

Breiter Druckbereich, anpassbar von Niederdruck- bis Ultrahochdruck-Arbeitsbedingungen

Signal- und Verarbeitungsfähigkeit

Nativer Frequenzausgang auf Quarzbasis, der eine hohe Störfestigkeit bietet und die Signalübertragung über große Entfernungen unterstützt

Integrierte digitale Temperaturkompensation für zuverlässige Temperaturanzeige

Typische Anwendungen

· Intelligente Vervollständigung

· Protokollierung verrohrter Löcher

· MWD

· Formationstests

· Unterwasser-Bohrlochkopfüberwachung

· Druckkalibrierstandards

· Tiefseetests

Tabelle 1: Spezifikationen

Merkmal	Parameter
Spannungsanforderungen	4-5,5 VDC
Aktuell	2–3 mA typisch (abhängig von den Lastbedingungen)
Aufwärmzeit-	Weniger als oder gleich 1 Sek
Empfindlichkeit der Versorgungsspannung	Minimal innerhalb der angegebenen Spannung
Signalausgänge	DC-gekoppeltes fortschrittliches CMOS,
	2,8(±0,25)V p-p Rechteckwelle
	25 % Mindesteinschaltdauer
	50 Ohm Ausgangsimpedanz
Nenndruckfrequenz	10 kHz bis 90 kHz
Nenntemperaturfrequenz	10 kHz bis 90 kHz
Elektrische Anschlüsse	Druck, Temperatur, Referenz, Leistung, Boden
Prüfdruck	120 % Vollausschlag
Schwerkraft-/Orientierungseffekt	Vernachlässigbar
Beschleunigungsempfindlichkeit (beliebige Achse)	<0.02 psi/g
Mechanischer Schock	500 g, 2 ms Halb-Sinus

Tabelle 2. Leistungsspezifikationen (Druck)

Merkmal	Parameter
Sensor	Quarzresonator im Dickenschermodus
Nominelle Empfindlichkeit	330 Hz/Mpa
Erreichbare Auflösung	<100pa
Wiederholbarkeit	0,01 % FS
Kalibrierter Temperaturbereich	75 bis 350 Grad F (25 bis 175 Grad)
Linearität über den kalibrierten Temperaturbereich	0,02 % FS
Reaktionszeit auf FS-Schritt	<1 sec for 99.5% FS
Nulldrift (Alterung) bei 15 psi, 25 Grad	0,01 % FS/Jahr

Tabelle 3. Leistungsspezifikationen (Temperatur)

Merkmal	Parameter
Sensor	Quarzresonator im Dickenschermodus
Auflösung	<0.005°C
Wiederholbarkeit	<0.01°C
Genauigkeit	±0,5 Grad

Tabelle 4. Absolute Höchstbewertungen

Versorgungsspannung (VCC)1	-0,5 V bis 6,0 V bei 20 mA max
Druckausgang	-0,5 V bis Vcc+0.5 V bei 20 mA max
Temperaturausgang	-0,5 V bis Vcc+0.5 V bei 20 mA max
Referenzausgabe	-0,5 V bis Vcc+0.5 V bei 20 mA max
Lagertemperatur	-40 Grad bis 175 Grad

Tabelle 5. Elektrische Eigenschaften

	Min	Typ	Max
Empfohlene Betriebstemperatur	0 Grad		175 Grad
Empfohlene Versorgungsspannung (VCC)	4,0 (Batterie 3,2) V		5,0 (Batterie 3,7) V
lcc (30 Grad, Vin=4.0V) 4	1,8 mA	2,25 mA	2,8mA
Empfindlichkeit der Versorgungsspannung			0,15 Hz/V
Startzeit-		75 ms	300 mS
Ausgang niedrig (VOL) 5		0.5V	0.5V
Ausgang hoch (VOH) 5	3V	3V
Druckfrequenz 2,5	10 kHz		100 kHz
Temperaturfrequenz 2,5	10 kHz		100 kHz
Referenzfrequenz5	7,193 MHz	7,2 MHz	7,207 MHz
Druckarbeitszyklus	40%		50%
Temperatur-Arbeitszyklus	40%		50%
Referenzarbeitszyklus	40%		50%
Lastkapazität 3			300pF
Lastwiderstand 3	1kΩ
Ausgangskopplung	Serieller Gleichstrom bei 50 Ohm

Funktionsprinzip vonDrucksensor

1. Piezoelektrischer Effekt und Resonanzeigenschaften von Quarzkristallen

Quarzkristall (SiO₂) hat aufgrund seiner besonderen Struktur positive und negative piezoelektrische Effekte und sein piezoelektrischer Effekt ist anisotrop. Um eine optimale Effizienz zu erreichen, werden üblicherweise AT-geschnittene Wafer verwendet. Seine Resonanzeigenschaften sind der Schlüssel zu einer hochpräzisen Erkennung. Die Anregungsspannung bringt den Wafer in Resonanz, und Druckänderungen führen zu regelmäßigen Verschiebungen seiner Resonanzfrequenz, die die zentrale Grundlage für die quantitative Druckerkennung darstellt.

2. Kernkomponenten des Sensors

Zu den Kernkomponenten eines Quarzkristall-Drucksensors gehören ein Quarzresonator, ein Kraftaufnahmemechanismus, ein Elektrodensystem und ein versiegeltes Gehäuse. Es ist in integrale und separate Typen unterteilt (der integrale Typ wird häufiger verwendet). Jede Komponente erfüllt ihre eigene Funktion und realisiert die Druck--Frequenzumwandlung, die Druckübertragung, die Signalanregung und -aufnahme sowie den internen Komponentenschutz.

3. Arbeitsprozess:

➊Druckübertragung: Der externe gemessene Druck wird über den Kraftaufnahmemechanismus gleichmäßig auf den Quarzwafer übertragen, wodurch eine elastische Verformung im Nanomaßstab erzeugt wird und die innere Spannung und der Dickenschubmodul des Wafers verändert werden.

➋Vibrationsanregung: An die Anregungselektrode wird eine Wechselspannung angelegt, die den Wafer mithilfe des inversen piezoelektrischen Effekts in einen Resonanzzustand versetzt. Wenn die Anregungsfrequenz mit der Eigenfrequenz des Wafers übereinstimmt, ist die Schwingung am stabilsten.

➌ Frequenzverschiebung: Druckänderungen führen zu regelmäßigen Verschiebungen der Resonanzfrequenz des Wafers; je größer der Druck, desto höher die Frequenz. Der Verschiebungsbetrag steht in einer linearen Korrelation mit dem Druckwert, der die Druckgröße genau widerspiegelt.

➍ Digitaler Ausgang: Die Aufnahmeelektrode erkennt das Frequenzverschiebungssignal, das durch die integrierte Signalverarbeitungsschaltung verstärkt und geformt wird, und gibt dann direkt ein digitales Frequenzsignal proportional zum Druck aus. Es kann direkt an ein Datenerfassungssystem angeschlossen werden, um eine hochpräzise Druckerkennung zu realisieren.

Warum sollten Sie sich für unseren Quarzkristalldruck entscheiden?

Ultra-Hohe Präzision und Auflösung

Die typische Genauigkeit erreicht ±0,01 % FS, mit einer Auflösung von bis zu einem -Teil-pro-Million (ppm), was die Erfassung extremer Druckschwankungen ermöglicht.

Ultra-Niedriger Temperaturkoeffizient und großer Temperaturbereich

Funktioniert über einen weiten Temperaturbereich von -55 Grad bis +125 Grad und zeichnet sich durch eine extrem niedrige Temperaturdrift von ±0,01 % FS/Grad aus, was Stabilität auch in extremen Umgebungen gewährleistet.

Hervorragende Langzeitstabilität.-

Verfügt über eine jährliche Driftrate von<0.02%. Combined with all-metal hermetic packaging and an independent temperature compensation algorithm, it guarantees consistent response across the full measurement range, no hysteresis, and strong anti-interference capability. Eliminating the need for frequent calibration, it offers a long service life of over 10 years.

Hohe Störsicherheit und Zuverlässigkeit

Gibt ein Frequenzsignal aus und bietet so eine außergewöhnliche Immunität gegen elektromagnetische Störungen (EMI). Seine vollständig feste-feste und versiegelte Struktur bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Stöße, Vibrationen, Korrosion und Strahlung.

Qualität und Prüfung

Strenge Rohstoffkontrolle

Jeder Quarzkristallwafer, jedes Metallgehäuse und jedes elektronische Bauteil wird einer Eingangskontrolle unterzogen. Für die Montage sind nur qualifizierte Rohstoffe zugelassen, wodurch Risiken von der Quelle ausgeschlossen werden.

Präzisionsmontage

Sensoren werden in kontrollierter Umgebung montiert. Jede Einheit wird von erfahrenen Technikern zusammengebaut, kalibriert und geprüft, um eine gleichbleibende Produktleistung zu gewährleisten.

Mehrdimensionale Leistungstests

Jeder fertige Sensor muss vor der Auslieferung vollständige Tests bestehen:

Kalibrierung der Druckgenauigkeit und Linearität

Hochtemperatur-Alterungstest

Vibrations- und Schockfestigkeitstest

Langzeitstabilitäts-Drifttest

Prüfung der hermetischen Abdichtung und Isolierung

Rückverfolgbare Kalibrierung

Jeder Sensor wird mit einem Testdatensatz geliefert. Kalibrierungsaufzeichnungen sind rückverfolgbar und unterstützen die Überprüfung beim Kunden vor Ort.

Abschließendes visuelles und Funktionsaudit

100-prozentige Endkontrolle auf Aussehen, Verkabelung und Signalausgabe. Die Produkte werden erst verpackt, wenn alle Testindikatoren den Spezifikationen entsprechen.

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F: Ist bei der Verwendung im Bohrloch eine Stoßdämpfungsvorrichtung erforderlich?

A: Unsere Ausrüstung verfügt über eine hoch{0}feste Schutzstruktur und hat strenge Tests unter den Betriebsbedingungen im Bohrloch bestanden. Es hält komplexen Bohrlochumgebungen wie starken Vibrationen und Stößen ausreichend stand und bietet eine stabile und zuverlässige Leistung. Es kann sicher in Ölquellen eingesetzt werden, ohne dass zusätzliche Stoßdämpfungsausrüstung erforderlich ist.

Q:Sind Quarz-Drucksensoren für raue Umgebungen geeignet?

Ja, absolut! Dieser Drucksensor wurde speziell für die extrem rauen Arbeitsbedingungen in Ölbohrlochumgebungen entwickelt und hergestellt. Es ist präzise konstruiert, um den komplexen Herausforderungen hoher Temperatur, hohem Druck, starker Korrosion und starken Vibrationen standzuhalten. Es ist in der Lage, auch unter schwierigen Bedingungen stabil zu arbeiten und Druckdaten genau zu erfassen. Es erfüllt die strengen Anforderungen für die Drucküberwachung im Bohrlochbetrieb vollständig und bietet zuverlässige Gewähr für die Sicherheit und Effizienz des Bohrlochbetriebs.

F: Welche Betriebstemperatur- und Druckbereichsspezifikationen sind für Sensoren verfügbar, die für Bohrlochanwendungen in Ölfeldern entwickelt wurden?

A: Der Sensor bietet eine große Auswahl an Temperatur- und Druckoptionen. Zu den gängigen Temperaturmodellen gehören 150 Grad und 175 Grad. Für den Druck bieten wir drei Standardwerte an: 70 MPa, 100 MPa und 140 MPa. Kunden können die geeigneten Spezifikationen basierend auf ihren tatsächlichen Betriebsanforderungen im Bohrloch frei auswählen, um eine perfekte Anpassung an die Standortbedingungen zu gewährleisten und genaue und zuverlässige Messdaten zu gewährleisten.

Insbesondere werden die Kombinationen 150 Grad/100 MPa und 175 Grad/100 MPa am häufigsten verwendet. Sie sind präzise konstruiert, um den typischen Bedingungen hoher -Temperatur und hohem -Druck im Bohrloch gerecht zu werden. Sie wurden umfassend durch Feldanwendungen verifiziert, bieten optimale Stabilität und Genauigkeit und erfüllen direkt die Kernanforderungen der Bohrlochdrucküberwachung. Sie stellen die erste Wahl für hohe Kosten-leistungen bei technischen Entscheidungen dar.

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