压力传感器原理

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压力传感器

医用压力传感器

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。另有医用压力传感器。

简介

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。

我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以

已经得到了广泛的应用。

在现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况

不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。

压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广。

除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。

工作原理

半导体压电阻抗扩散压力传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力（压力）使薄片变形而产生压电阻抗效果，从而使阻抗的变化转换成电信号。

静电容量型压力传感器，是将玻璃的固定极和硅的可动极相对而形成电容，将通过外力（压力）使可动极变形所产生的静电容量的变化转换成电气信号。（E8Y的动作原理便是静电容量方式，其他机种采用半导体方式）。

温度传感器压力传感器

医用压力传感器

适用范围

用于对人体有创血压如动脉压、中心静脉压、肺动脉压、左冠状动脉压多种压力进行监测，直接获得血压这一生理参数，为临床对疾病的诊断、治疗和预后估计提供客观依据。

结构规格

选用医用级聚碳酸脂、聚氯乙烯作为传感器主体及测压连接管的材料。

包装规格为CH-DPT-248、CH-DPT-248Ⅱ、CH-DPT-248Ⅲ。

1）连接压力传感器系统前打开监护仪。

2）采用消毒措施打开包装，确认所有的接口安全密封以及三通阀等辅件工作状态良好。

注意：连接接头时，不要拧得太紧。

常规/医用压力传感器FOP-M

3）旋塞阀的所有通口都应盖有孔的保护帽，直到传感器系统内注满肝素生理盐水溶液和排尽气泡后，才更换成无孔的保护帽。

4）把压力传感器连接到监护仪上，按照监护仪说明把监护仪调零。

注意：a）如无法调零，请更换传感器重新调零；如果调零不成功，请检查电缆连线、监护仪等是否正常。b）在安装DPT-248Ⅱ、CH-DPT-248Ⅲ传感器时，要用颜色编码来鉴别血压类型：红色---动脉压；蓝色---中心静脉压；黄色---肺动脉压；绿色---左冠状动脉压；白色---其他。

5）用肝素生理盐水冲洗管路，并排尽管路中的空气。

注意：管路不得有气泡残留。

6）待所有管路中填充肝素生理盐水后，将传感器系统连接到人体。

药液填充

1）遵照医师说明，在一个密闭的输液袋中准备肝素生理盐水（通常是0.9%的生理盐水加一定体积的水成肝磷脂）。

2）打开已消毒好的传感器包，核实所有的接头均是安全的且所有的三通阀旋纽均是在所期望的位置。

3）将输液器插头插入输液袋中，打开流量调节器（滚动止流夹），轻轻挤压输液袋，同时挤压传感器冲洗阀，直到将所有空气都排出输液器及所有管路。

4）关闭流量调节器（滚动止流夹），将输液器放入压力护套中并悬挂在距离病人约2英尺高的挂杆上。

注意：此时不要给输液袋加压。

5）仔细检查系统中所有充入液体的部分，确认所有的气泡均已被排出。

6）将输液袋加压到300mmHg，如果仍有气泡残留在系统中，挤压冲洗阀除去系统中所有的空气。

7）将系统中三通阀的所有未使用的通道上的保护帽全部换成无孔保护帽。

8）将传感器系统连接到病人身上，再次冲洗系统以便除去管路中的血液。

为避免冲洗时气泡或管路中的血液凝血回到患者，要确保管路中冲入液体并且允许少量血液通过导管回流的现象。