凭借 高可靠性,高精度以及坚固的机械特性,基于应变的传感器在石油和天然气工业占据了主要角色。然而,任何的传感器技术都会受到环境因素的影响,例如温度或是湿度,产生测量漂移。通过材料的精心选择,可以缓解这些漂移。
能够在在恶劣的环境下,**测量极高的负载使应变传感器能满足石油和天然气工业的要求。在高应力应用,例如泵通断控制,深井泵(称为往复杆提升泵系统)等。同样情况也适用于高压应用领域。
另外,应变传感器具有 更宽的负载能力。和其他传感器不同,应变力传感器量程高达 MN ,扭矩传感器量程同样高达 MN.m,压力传感器可达 10000 bar。
测量产生的漂移
由于具有优异的长期稳定性,这些传感器非常适合恶劣环境的石油和天然气工业。但是,如果不仔细选择和使用,环境温度过高,会导致测量产生漂移,影响设备的可靠性 — 有时在石油和天然气应用中环境温度可达到400-500°F。
温度漂移是由多种情况引起的,例如材料本身的自然特性。温度的变化将导致电阻产生变化,直接影响材料的电阻率。温度的快速变化会产生显著的温漂,显著影响测量的可靠性。
多数应用中,温度变化会导致热膨胀 - 材料以及应变片自身。因为应变片电阻会随温度产生变化,因此传感器会产生测量漂移。当被测物和应变片的热膨胀率系数显著不同时,这种影响更加显著。
制造商通过对应变片进行优化来消弱温漂。通过不同的合金,制造商使应变片匹配被测材料的温度响应系数。这一般称为“自补偿”应变片。
不适当的胶水和黏贴方法也会加剧这个问题。在石油天然气工业中,应用温度较低的粘合剂会导致测量失败。胶水的热膨胀系数如果不能匹配应变片和被测物体,也同样会导致较大的测量漂移。