分析德SICK傳感器受力的運(yùn)用三維有限元法有哪些？

分析德SICK傳感器受力的運(yùn)用三維有限元法有哪些？
如果德SICK傳感器長期處于溫環(huán)境下工作，又不采取保護(hù)措施的話，它的主板的線路、零部件、密封圈以及機(jī)芯就有可能會燒壞。為了使傳感器能夠長期正常的工作，就需要采取相應(yīng)的措施，下面把相關(guān)經(jīng)驗(yàn)跟大家分享一下。
    如果測量介質(zhì)的溫度在70到80℃，則只需要在壓力傳感器或者壓力表與取壓連接處加一個散熱器，這樣可以讓溫度適當(dāng)降低一點(diǎn)，讓介質(zhì)通過散熱器散熱后與儀表直接接觸，
    如果測量介質(zhì)溫度超過100℃，Z到達(dá)200℃的時(shí)候，我們就需要在取壓口安裝冷凝圈后再加散熱器，這樣介質(zhì)通過冷凝圈冷卻后，再通過散熱器散熱與壓力傳感器直接接觸時(shí)溫度就很低了。
    在測量溫度超的場合使用，可以將導(dǎo)壓管延長后接德SICK傳感器，也可以加毛細(xì)管后安裝散熱器來達(dá)到介質(zhì)冷卻的效果。
    以上是幾種介質(zhì)溫度過的幾種壓力傳感器安裝方式，這與加裝隔離膜片是有區(qū)別的。在壓力傳感器或壓力表上加裝隔離膜片也就是隔膜壓力表和隔膜壓力傳感器，這是針對易堵易腐蝕性的介質(zhì)而設(shè)計(jì)的，讓介質(zhì)的壓力作用在膜片上，而不是和壓力傳感器的直接接觸。
    由此可以看出，安裝方式正確與否，不僅關(guān)乎壓力傳感器的測量，還與傳感器的使用壽命有。所以，在特殊（如溫）場合，更應(yīng)該注意傳感器的安裝方式。
對德SICK傳感器來說，一般由硅片用研磨法或腐蝕制成硅杯。硅杯底構(gòu)成彈性膜。膜面上用集成電路工藝制備出力敏電阻器。可見彈性膜與硅杯本身也要發(fā)生彈性形變。倒置的硅杯邊緣卻用某種封裝技術(shù)固接在玻璃或陶瓷底座上。于是二維有限元應(yīng)力計(jì)算中把壓力傳感器中的承壓膜看成周邊是固接的，便于實(shí)際情況有所差別。因此需要分析整個壓力傳感器硅杯的受力和形變情況。這就要用三維有限元法。

    有限元方法中無論二維還是三維分析，都要把德SICK傳感器的硅杯劃分成有限個數(shù)的單元，稱為網(wǎng)絡(luò)離散化。因?yàn)槊恳粋€結(jié)點(diǎn)都有3個自由度，因此由n個結(jié)點(diǎn)組成的單元，其形變白由度為3n個。二維三角形一單元包含3個結(jié)點(diǎn)，有9個自由度。矩陣單元包含4個結(jié)點(diǎn)，有12個自由度。也可以用單元結(jié)點(diǎn)的撓度及轉(zhuǎn)角來描述單元結(jié)點(diǎn)的位移向量。從自由度角度來看，兩種表示方法并無實(shí)質(zhì)區(qū)別。可見壓力傳感器的硅杯單元中結(jié)點(diǎn)數(shù)越多，總自由度越多，單元位移向量的分量越多。當(dāng)然計(jì)算越加復(fù)雜。

    三維有限元法中一般選擇四面體立體單元，6個體積相等的四面體單元構(gòu)成一個立方體。這樣不僅給壓力傳感器的硅杯網(wǎng)格劃分帶來方便，而且單元的自由度Z少，體積又相等，給計(jì)算帶來許多方便。于是把連續(xù)的壓力傳感器彈性體離散成有限個數(shù)的四面體組合體。將壓力傳感器的硅杯進(jìn)行網(wǎng)格化，每一六面體網(wǎng)格中又可包括若干個四面體單元。