在大型流程工業(yè)、煙氣監(jiān)測、流量計量、液位測量等場景中，我們真正關(guān)心的往往不是絕對壓力，而是兩點(diǎn)之間的“差壓”——比如孔板流量計前后的壓差、過濾器前后壓差、反應(yīng)釜液位產(chǎn)生的壓差、煙囪或風(fēng)機(jī)的微壓差等。LEEG單晶硅差壓變送器，就是利用單晶硅壓阻傳感器技術(shù)，把這些微小的差壓信號轉(zhuǎn)換成4–20 mA、HART或Modbus等標(biāo)準(zhǔn)信號的高性能變送器。

下面我們從技術(shù)原理、核心優(yōu)勢、關(guān)鍵參數(shù)、型號體系和應(yīng)用案例幾個角度，系統(tǒng)了解這款“隱形但關(guān)鍵”的工業(yè)儀表。

一、什么是單晶硅差壓變送器？與傳統(tǒng)金屬膜片/電容式相比有什么不同？

1）單晶硅壓力傳感器的物理基礎(chǔ)

單晶硅壓阻傳感器利用硅材料的壓阻效應(yīng)：在單晶硅膜片上通過擴(kuò)散或離子注入形成電阻條，當(dāng)膜片在壓力作用下發(fā)生形變時，電阻條的阻值發(fā)生變化，組成惠斯通電橋即可輸出與壓力成正比的電信號。其特點(diǎn)包括：

硅材料的彈性模量高、疲勞壽命長，適合長期工作；

壓阻系數(shù)大，靈敏度高；

與現(xiàn)代微電子工藝兼容，易于批量生產(chǎn)和性能一致性好。

2）與電容式、金屬膜片式差壓變送器的對比

傳統(tǒng)差壓變送器多采用金屬膜片+電容檢測，或者金屬應(yīng)變片等方案，而單晶硅差壓變送器的主要區(qū)別在于：

靈敏度與精度更高：單晶硅壓阻靈敏度高，配合24位Σ?ΔADC，可實(shí)現(xiàn)0.05%或0.075%F.S.的參考精度；

抗電磁干擾能力更強(qiáng)：LEEG采用全隔離封裝技術(shù)，傳感器元件遠(yuǎn)離介質(zhì)接觸面，玻璃燒結(jié)引線實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度電氣絕緣，有效抑制EMC干擾；

抗過載和抗靜壓能力強(qiáng)：雙膜片過載結(jié)構(gòu)和高靜壓設(shè)計，可以在高靜壓、小差壓條件下可靠工作。

總體來說，單晶硅差壓變送器更適合精度要求高、現(xiàn)場工況苛刻（高靜壓、強(qiáng)電磁干擾、溫度變化劇烈）的應(yīng)用。

二、LEEG單晶硅差壓變送器家族：從DMP305X到SMP858?NST

LEEG（立格）推出了多款單晶硅差壓變送器，按安裝方式和結(jié)構(gòu)不同，主要可分為：

DMP305X系列單晶硅差壓變送器：通用工業(yè)型，適用于流量、液位、差壓、密度、界面等測量，量程范圍從200 Pa（或更低）一直到10 MPa，參考精度可達(dá)±0.05%或±0.075%URL，輸出支持4–20 mA、4–20 mA+HART、Modbus?RTU/RS485等；

SMP858?NST單晶硅側(cè)裝差壓變送器：采用平齊式延伸結(jié)構(gòu)，便于在管道或容器側(cè)面安裝，常用于差壓、液位、密度、界面、流量等測量，量程10 kPa～1 MPa，參考精度約±0.2%URL，可選±0.5%URL；

SMP131?DSD等緊湊型單晶硅差壓變送器：體積更小，適合空間受限的場合，量程范圍約1 kPa～3 MPa，精度±0.5%F.S.左右。

不同型號在量程、精度、過程連接形式和防爆認(rèn)證上有所區(qū)別，用戶可以根據(jù)具體工況選擇。

三、核心技術(shù)與設(shè)計亮點(diǎn)：為什么LEEG單晶硅變送器能在“苛刻環(huán)境”中生存？

1）單晶硅壓力傳感器位于本體頂部，遠(yuǎn)離介質(zhì)接觸面

在DMP305X等型號中，單晶硅壓力傳感器位于金屬本體頂部，通過充硅油與隔離膜片傳遞壓力，實(shí)現(xiàn)機(jī)械與熱的雙重隔離：

機(jī)械隔離：介質(zhì)直接接觸的是金屬隔離膜片，傳感器本體遠(yuǎn)離沖擊與振動；

熱隔離：高溫介質(zhì)通過隔離膜片和硅油傳遞，傳感器本體溫度波動較小，有利于降低溫漂。

2）玻璃燒結(jié)一體的傳感器引線，提高電氣絕緣與抗浪涌能力

傳感器引線采用玻璃燒結(jié)封裝，與金屬基體之間形成高強(qiáng)度電氣絕緣，這種結(jié)構(gòu)帶來兩個明顯好處：

優(yōu)異的抗電磁干擾性能，減少現(xiàn)場強(qiáng)電磁設(shè)備對信號的影響；

更強(qiáng)的耐瞬變電壓沖擊能力，配合整體絕緣設(shè)計，應(yīng)對浪涌和雷擊環(huán)境。

3）雙膜片過載結(jié)構(gòu)，應(yīng)對高過壓與單向沖擊

對于差壓應(yīng)用，容易出現(xiàn)單向過載（例如一側(cè)壓力突然升高），雙膜片過載結(jié)構(gòu)可以有效保護(hù)傳感器元件，使得變送器在一定單向過載壓力下不損壞。

4）24位高精度ADC與強(qiáng)大信號處理模塊

LEEG單晶硅差壓變送器內(nèi)部采用集成電路與表面貼裝技術(shù)的變送模塊，配合高性能24位ADC，實(shí)現(xiàn)：

高分辨率采樣與線性化處理；

溫度補(bǔ)償（補(bǔ)償溫度范圍–10～80℃，介質(zhì)溫度–40～120℃）；

可調(diào)阻尼時間常數(shù)（0～100 s電子阻尼，傳感膜盒通常≤0.2 s），適應(yīng)不同過程動態(tài)特性。

5）隔爆設(shè)計、堅固殼體和防護(hù)等級

外殼常用鋁合金，部分型號采用不銹鋼，配合加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，可承受高靜壓和高機(jī)械負(fù)荷；

防護(hù)等級通常為IP65或IP67，適應(yīng)潮濕、多塵環(huán)境；

部分型號通過ATEX、CE、CNEx（Ex d/Ex ia）等防爆認(rèn)證，適用于危險場合。

四、關(guān)鍵性能參數(shù)：從量程與精度到環(huán)境適應(yīng)性

以DMP305X系列為例，其主要技術(shù)參數(shù)如下：

測量類型：差壓（DP），部分型號也可用于表壓、絕壓；

量程范圍：200 Pa～10 MPa（DMP305X），最小量程可達(dá)5 kPa（部分資料）；

參考精度：±0.075%URL，可選±0.05%URL；

輸出信號：4–20 mA兩線制，4–20 mA+HART，Modbus?RTU/RS485等總線；

電源電壓：12～30 VDC（標(biāo)準(zhǔn)型），4–20 mA兩線制典型供電約10.5～55 VDC；

補(bǔ)償溫度：–10～80℃，介質(zhì)溫度–40～120℃（充硅油版本）；

溫度影響：約0.02%F.S./10℃；

防護(hù)等級：IP65/IP67；

抗振動性：20 g，20～5000 Hz；

抗沖擊性：100 g，11 ms；

電氣連接：接線端子，部分型號支持可旋轉(zhuǎn)顯示模塊（355°）和按鍵操作。

對于SMP858?NST這類側(cè)裝差壓變送器，其量程為10 kPa～1 MPa，參考精度為±0.2%URL，可選±0.5%URL，適用差壓、液位、密度、界面和流量等測量。

五、典型應(yīng)用：從微小差壓到高靜壓流量的多場景覆蓋

1）工業(yè)流程控制中的流量測量

配合孔板、文丘里管、噴嘴等一次元件，測量氣體和液體流量；

在高靜壓、小差壓條件下，LEEG單晶硅差壓變送器能提供穩(wěn)定且精確的差壓信號，是流量計理想配套儀表。

2）液位與界面測量

通過差壓法測量容器液位（如密閉罐液位=ΔP+ρgh）；

在雙相介質(zhì)中，通過雙法蘭差壓變送器測量油水界面或液液界面。

3）密度測量

通過固定高度差產(chǎn)生的差壓計算介質(zhì)密度，對過程控制和質(zhì)量監(jiān)測具有重要意義；

在一些漿料、溶液和乳化液密度在線監(jiān)測中，單晶硅差壓變送器的高精度和長期穩(wěn)定性優(yōu)勢明顯。

4）過濾器堵塞監(jiān)測與測漏系統(tǒng)

通過監(jiān)測過濾器前后的差壓，判斷濾芯是否堵塞，給出更換提示；

在測漏系統(tǒng)中，通過監(jiān)測不同位置的差壓變化及時發(fā)現(xiàn)泄漏。

5）煙氣在線監(jiān)測與環(huán)保系統(tǒng)

煙氣流量、顆粒物采樣流量等需要高精度差壓測量；

在煙囪負(fù)壓監(jiān)測和脫硫脫硝系統(tǒng)差壓控制中，單晶硅差壓變送器的高精度和抗干擾能力非常關(guān)鍵。

六、選型與配置要點(diǎn)：如何為你的工況選對LEEG單晶硅差壓變送器？

1）量程與靜壓匹配

量程選擇應(yīng)覆蓋正常工作范圍，同時留有適當(dāng)安全裕度；

注意靜壓范圍和過載壓力，尤其是高壓容器、蒸汽系統(tǒng)和長輸管道。

2）精度與穩(wěn)定性需求

對貿(mào)易交接、高精度流量計量，建議選用±0.05%或±0.075%URL等級；

對一般過程控制，±0.2%URL往往即可滿足要求。

3）輸出信號類型與總線協(xié)議

傳統(tǒng)系統(tǒng)多使用4–20 mA或4–20 mA+HART；

新建或改造系統(tǒng)若希望直接接入數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，可選擇支持Modbus?RTU/RS485的型號。

4）過程連接與隔離膜片材質(zhì)

根據(jù)介質(zhì)腐蝕性選擇316L、哈氏合金、鉭等隔離膜片材質(zhì)；

法蘭規(guī)格（如DN50 PN40等）要與現(xiàn)場法蘭匹配。

5）防爆與環(huán)境認(rèn)證

石油化工等危險區(qū)域需確認(rèn)防爆標(biāo)志和適用組別（如IIC T4、IIB T6等）；

對船舶、海上平臺等需考慮船級社認(rèn)證。

七、安裝與調(diào)試中的注意事項

1）導(dǎo)壓管路設(shè)計與排氣排液

差壓變送器的導(dǎo)壓管要盡量短而直，避免出現(xiàn)積液、積氣，影響差壓測量準(zhǔn)確度；

在測量氣體時要注意導(dǎo)壓管走向，防止凝結(jié)液積聚；在測量液體時要防止氣體滯留。

2）零點(diǎn)校準(zhǔn)與清零功能

安裝完畢后，要在實(shí)際工況下進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，部分型號支持一鍵清零，以補(bǔ)償安裝高度差和初始誤差；

帶顯示模塊的型號可通過按鍵或HART手操器進(jìn)行零點(diǎn)/量程微調(diào)。

3）阻尼時間設(shè)置

根據(jù)過程波動和控制周期調(diào)整電子阻尼時間常數(shù)（0～100 s），避免信號抖動影響控制。

4）防雷與接地

配合系統(tǒng)端SPD使用，確保變送器與儀表系統(tǒng)共地良好；

避免雙端接地造成地回路干擾。

5）防爆安裝與操作

隔爆型號要嚴(yán)格按照防爆規(guī)范安裝，不得損傷隔爆面；

在危險區(qū)域進(jìn)行任何開蓋操作前必須斷電，并確認(rèn)環(huán)境安全。

八、總結(jié)：一塊單晶硅，撐起了高精度差壓測量的一片天

LEEG單晶硅差壓變送器通過單晶硅壓阻傳感器、雙膜片過載結(jié)構(gòu)、全隔離封裝和強(qiáng)大的信號處理模塊，實(shí)現(xiàn)了高精度、高穩(wěn)定性和強(qiáng)抗干擾能力。從微小差壓的流量計量到高靜壓的液位測量，從煙氣在線監(jiān)測到過濾器堵塞監(jiān)測，它幾乎可以在流程工業(yè)中所有“差壓即信息”的環(huán)節(jié)找到用武之地。

在選型時只要清楚量程、靜壓、精度、輸出信號和防爆要求；在安裝和使用時注意導(dǎo)壓管路、零點(diǎn)校準(zhǔn)、阻尼設(shè)置和防雷接地，LEEG單晶硅差壓變送器就能在惡劣的工業(yè)現(xiàn)場長期穩(wěn)定運(yùn)行，把“微弱差壓”精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成控制系統(tǒng)可信賴的標(biāo)準(zhǔn)信號，真正成為流程工業(yè)里“看不見但非常重要”的感知節(jié)點(diǎn)。