Las temperaturas ambientales tienen una gran influencia en la funcionalidad y precisión de los transmisores de presión, y las temperaturas del Ártico representan un desafío particular aquí.

En la medición de presión sobre una base piezorresistiva, los semiconductores difundidos sobre una membrana de silicio sirven como extensómetros. Cuando la presión actúa sobre la membrana, estas galgas extensométricas se deforman y se produce un cambio en la resistencia. Es este cambio el que finalmente da la presión determinada. Sin embargo, estas resistencias también son sensibles a la temperatura . Por lo tanto, la sensibilidad de los sensores de presión disminuye con la temperatura de descenso. Por tanto, el transductor de presión ya no es tan preciso como a temperatura ambiente.

Debido a esta propiedad, los fabricantes de transmisores de presión siempre indican el comportamiento de sus productos bajo determinadas condiciones de temperatura. Para lograr el comportamiento más lineal posible, los transmisores de presión se compensan hoy en día eléctricamente en un rango de temperatura relativamente amplio (compensación de temperatura).  Esto implica que los errores de temperatura se calculan automáticamente. Como resultado, los transmisores de presión piezorresistivos pueden proporcionar mediciones precisas en un rango de temperatura relativamente amplio. Sin embargo, los efectos de la temperatura no se pueden eliminar por completo. Por esta razón, las hojas de datos del fabricante generalmente se especifican con valores de precisión para diferentes rangos de temperatura.

Frío extremo: transmisores de presión sin juntas tóricas

El frío no solo afecta a las resistencias de los semiconductores empleados. Hay otros cuatro factores que deben tenerse en cuenta al buscar un instrumento de medición adecuado para aplicaciones en exteriores en regiones frías. Entre estos se encuentra el uso de anillos de sellado. Las temperaturas por debajo de -20 grados Celsius hacen que los materiales de sellado entre el puerto de presión y la membrana se vuelvan frágiles. Las fugas inutilizarán el sensor. Por tanto, no se deben utilizar transmisores de presión con juntas tóricas en regiones de frío extremo. Un sensor de presión compacto en el que el puerto de presión y la celda de medición se fusionen directamente sería la elección correcta aquí.

Formación de hielo: tenga cuidado con la presión de sobrecarga

La congelación también puede afectar la funcionalidad de un sensor. Si tomamos, por ejemplo, la perforación de gas natural en las regiones árticas, entonces el agua también puede estar presente en las tuberías conductoras de gas. Cuando esta agua se congela, la presión que actúa sobre el transmisor de presión puede aumentar hasta un grado para el que no ha sido construido. La consecuencia aquí puede ser el desgarro de la membrana. Si existe el riesgo de que el sensor se congele, se debe vigilar la presión de sobrecarga correspondiente.

En la medición de presión piezorresistiva, la presión se aplica indirectamente a la membrana de silicio a través de un medio de transferencia. Este suele consistir en un aceite. A medida que desciende la temperatura, aumentará la viscosidad de este aceite. Dependiendo del aceite y la temperatura real, puede gelificarse o incluso endurecerse. Este cambio también afecta negativamente a la funcionalidad del transductor de presión.

También se debe considerar la resistencia a la condensación: si hay aire húmedo en la carcasa del sensor de presión, se formará condensación a temperaturas ambiente frías, lo que puede dañar los componentes electrónicos y destruir el sensor.

Resumen

Los usuarios que empleen sensores de presión en temperaturas frías deben asegurarse de que los componentes individuales estén fundidos directamente sin juntas tóricas y también sean resistentes a la condensación. También debe evaluarse si el transmisor de presión puede congelarse si, por ejemplo, entra en contacto con el agua. En este caso, debe seleccionarse un transmisor de presión con una presión de sobrecarga correspondiente. Como con cualquier aplicación, el transductor de presión debe, por supuesto, compensarse para el rango de temperatura esperado.