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您应该了解有关工业传感器的5件事

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您应该了解有关工业传感器的5件事

2022年3月25日

能量转变始于衡量人类活动对环境的影响。要收集此类测量,您需要传感器。

正如人体皮肤中的传感器会向大脑发出冲动,使其在机器中感觉到冷热一样,电流的变化也被感知并用于分析物理状况。

efs_5事物传感器_generic第一图像

传感器是检测环境变化并做出响应的设备。简而言之,传感器将刺激(如热,光,声音,压力,辐射或运动)转换为电信号。这些信号通过一个接口,将它们转换为二进制代码,并将其传输到要处理的计算机。您应该知道以下5件事,以更好地了解工业传感器在当今能源技术中所扮演的重要角色:

1.传感器无处不在
压力传感器

压力传感器是飞机,火车和汽车上的关键组件,您甚至会在笔记本电脑,智能手机和咖啡机中找到它们。询问气象学家,他们将如何预测没有压力传感器的天气?工业压力传感器被广泛部署在石油和天然气的应用,制造装配线,科学实验室,药品等之间。压力测量技术旨在在最恶劣的环境中提供高可靠性和准确性。

气体,水分和流动传感器

还可以在任何需要测量液体或气体,水分,氧气或排放的地方使用工业传感器,例如发电,水和废水食品与饮品,油气,化学品,药品和钢生产。在法规和企业责任改善环境格局之间,公司发现可靠的传感器技术可以减轻控制工程师的压力,从而使他们能够将时间集中在使用可靠的数据和见解的安全环境上。

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用于测量气体和非水液中水分浓度的氧化铝水分传感器探针的示例

辐射传感器

最后,传感器在测量核电厂,主要运输港口,材料研究设施以及天然气和油发射涡轮机等地点的辐射中起着至关重要的作用。

传感器专用于石油和天然气或地热能钻井应用,有助于如何通过使用伽玛和中子辐射传感器确定位置的地球物理学和岩石物理学来确定井的最佳位置。这些传感器有助于确定岩石类型,以及岩石是否含有油,天然气还是水。这些钻孔应用通常还使用引力和磁场传感器来查明地下钻头的位置相对于地球磁场和重力场(将其视为地下GPS)。

中子传感器用于广泛的应用中。在核能中,中子传感器用于确定反应器的功率水平,以允许安全启动,操作和关闭。在燃气轮机的应用中,紫外传感器被用作监督组件,以检测注射燃料之前的火焰以防止爆炸。

所有这些测量的共同点是它们是无形的对人的眼睛,但对于整个系统和行业的功能和优化至关重要。

2.传感器是高科技
材料

制造传感器的原材料范围从铝等常见材料到稀有金属,例如铑。主要的挑战是如何采用这些原材料并将其变成传感器。这需要最先进的设备和专家,他们为智能传感器行业使用公认的流程。一些贝克休斯传感器专家在新利app公司工作了40多年,通过传感器技术的发展解决了许多行业问题。

举个例子,Druck,Bak新利apper Hughes业务和压力测量专家,生产硅传感器。购买了原始的硅晶片,并使用300多个工艺被转变为公司最先进的清洁室中的感应元素。一些过程包括微加工和蚀刻。生产更复杂的元素可能需要12个月。

路透 - 斯托克斯,另一个贝克休斯业务新利app,开发传感器,这些传感器使用特殊配制的铀混合物来测量核电厂中的高中子通量。氦3-气体是一种非常专业的商品,已经开发出来测量磁通中子的低排放。他们还使用无机盐,可以用作测量伽马辐射的闪烁体。

efs_5事物传感器_a伽马射线闪烁检测器
用碘化钠晶体完成组装和密封的组装和密封仪的伽马射线闪烁探测器

传感器制造中使用的许多此类特殊材料都需要控制:例如,铀混合需要辐射安全计划,这对于成功至关重要。无机盐吸收水分,这意味着必须在干燥的房间环境中运行以含有污染风险。

特殊材料超出了支撑机械结构的实际感应元件。与例如,如果传感器需要在反应堆内部固定七年内,则必须仔细选择传感器外壳的构造材料,以最大程度地减少激活并使处置降低危险。这通常是通过控制用于住房建设的不锈钢中的钴含量来完成的。

辐射还可能损害建筑材料,这可以通过仔细选择谷物结构以及专门的热处理剖面的应用来最大程度地减少。

efs_5事物传感器_sodium碘晶体在干燥的房间中
员工在干燥房间里抛光碘化钠晶体,以防止暴露于水分
坚固化

坚固化的专业与原材料一样重要。通常,工业传感器在非常严峻的环境中运行,核电站的核心,高振动,冲击和地震负载的核心非常高。要求传感器在极端条件下继续运行,类似于日本海啸发生的情况。

同样,用于钻孔应用中用于伽马检测的无机晶体非常脆弱。这需要一个可靠的悬架系统,以保护振动期间,在钻探过程中遇到的热量和热量。同样,用于钻孔应用中使用的中子探测器需要特殊的技术来保护阳极线(比人的头发薄)免受振动下的破裂。

信号传输

除了选择材料之外,某些设计的性质意味着非常低的信号,这很大程度上强调了信号噪声比率。这意味着通过降低污染物来消除信号泄漏路径,这通常需要使用干净的房间。

此外,信号传输电缆必须具有特殊的设计,具有很高的绝缘电阻,才能在很长的距离内携带非常低的信号,并且沿途有很大的干扰潜力。

3.传感器可以帮助世界达到零净目标
提高能源效率并降低碳足迹

传感器可以帮助测量并因此改进燃油效率。例如,Druck的TERPS传感技术它的最高精度设备可以控制燃气轮机中燃料系统的压力,这有助于更准确地调节燃油供应,这提供了更高的效率,因为可以将涡轮机控制到更高水平的操作参数。

efs_5事物传感器_terps技术
TERP(沟槽蚀刻的谐振压力传感器)技术提供了无与伦比的精度和更快的响应时间

井下传感器可以帮忙优化新井的位置。通过更少的井来钻探,钻井程序随后在特定领域较小,从而减少了操作的整体碳足迹。此外,井可能是钻探速度更快通过可以承受高温和高压的传感器,因此缩短了钻机所需的时间并再次减少每个井的影响。

感应元素也可以应用于泄漏检测。传感器可以检测到变压器中的泄漏,以阻止化学物质泄漏到环境中。安装泄漏检测的流量计在基础设施中,例如供水可以监视效率并减少浪费,以最大程度地传递供水。凭借安装的检查设备,对石油和天然气管道维护和完整性计划进行了管理任何一个磁或超声传感器,能够测量管壁上的腐蚀和破裂的威胁。这也降低了泄漏到环境的风险。

检测并减少排放

耀斑管理技术现在可以使用传感器,并且具有准确的测量值降低。使用由Panametrics,也是贝克·休斯(Baker 新利appHughes)的一部分,石油和天然气操作员可以提取有关其耀斑系统的关键信息,包括温度,压力,排气气体速度和气体成分,以计算最佳的耀斑性能水平,并确保98%+高效的耀斑燃烧。这Flare.iq技术可以节省相当于从典型的油气炼油厂从我们的道路上拆除34,000辆汽车的排放量,每天生产50万桶,以70%的耀斑效率运行。

4.传感器保持机器连接

数字世界是二进制的,由1s和0s制成。为了将我们的模拟世界数字化,我们需要从转换这些信号的设备开始。这种基本设备是一个传感器,一旦处理了传感器的数据,无论它在哪里,这都是迈向数字化行业的第一步。

例如,传感器不仅需要测量压力,因此开发的新技术现在可以测量压力和温度。在他们的数字化旅程中,一些操作员可能希望从一个传感器中获得尽可能多的信息,以获取基本的读取并从中推断数据。

或其他人可能希望收集整个系统可用的所有数据。在这种情况下,它们的产品或IP是由于多个传感器收集的数据而分析的信息。例如,顾问需要查看水库,降雨和降雪数据中的水深度,以预测城市的防洪。所有这些都是根据压力读数计算的,然后他们能够设计出复杂的算法,以设计一种将使城市免受洪水泛滥的模型。需要大量来自传感器的数据以使其产品尽可能准确,并最终挽救生命。

无论客户如何想要数据,无论是简单的模拟信号还是复杂的数字协议,工业传感器技术都需要能够支持。

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5.能源技术未来的传感器
智能传感器技术的增材制造

对于下一代超声流量计传感器,研发团队现在使用3D打印来创建复杂的形状,以前使用传统的加工和制造方法不可行。

结果,使用此类传感器的信号质量得到了显着提高,因为印刷部件可以增强传输光束的信号形状。这意味着该技术将适用于更严格的氢和CO应用。2例如,由于组件在这些环境中的工作需要更加强大,这是能量过渡中的关键因素。

用一个传感器测量更多

在氢经济中,从成本和安全的角度来看,泄漏是不可接受的。氢是一种昂贵且高能的燃料。正在调整现有的泄漏检测传感器,并开发了新的传感器,以承受氢状况并在生产,传输或存储期间提供准确的测量。

使用其他测量或更准确的测量方法,使用现有传感器进行更多操作,将增加前面讨论的效率游戏。

现有的传感器技术也正在经过测试和调整,以供未来开发地热和核能应用中使用。

在赛车运动中测试的传感技术从振动和温度的角度来看,在最艰难的条件下的功能,因此在查看未来的能源应用时,技术转移到其他应用程序通常是有意义的。

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