¿Qué es la tecnología CVD y por qué es importante en las aplicaciones OEM?

La deposición química en fase de vapor (CVD) es un proceso que se utiliza para crear una tecnología de película fina muy avanzada y contrastada en la práctica para sensores de presión empleados en aplicaciones de presión media y alta. Estos sensores están diseñados para proporcionar mediciones de presión precisas, fiables y repetibles de forma constante, incluso en algunas de las condiciones de funcionamiento más difíciles.

Si eres un fabricante de equipos originales (OEM), sabes que tus operaciones se encuentran entre las más exigentes de cualquier sector. Por ello, necesitas instrumentos que mantengan su precisión al tiempo que resistan golpes, vibraciones, temperaturas extremas y un elevado número de ciclos de funcionamiento.

Como líder reconocido en instrumentación de presión y temperatura, Ashcroft ofrece transductores de presión diseñados para hacer frente a estos retos. Nuestros sensores basados en CVD se fabrican en Japón por nuestra empresa matriz, Nagano Keiki, y se incorporan a muchos de nuestros sensores de presión diseñados para aplicaciones OEM.

En este artículo descubrirás cómo funciona la tecnología CVD en el proceso de fabricación, dónde se utiliza y las ventajas que ofrece a los fabricantes de equipos originales (OEM) y a otras empresas que dependen de una medición precisa de la presión. También encontrarás recursos adicionales que te ayudarán a conocer mejor los instrumentos de medición de presión que incorporan la tecnología CVD y las aplicaciones en las que destacan.

¿Cómo se utiliza la tecnología CVD para fabricar sensores de presión?

La tecnología CVD fabrica sensores de presión mediante un proceso que consta de etapas separadas y precisas, en las que se fijan directamente galgas extensométricas de polisilicio sobre un diafragma de acero inoxidable mediante la deposición de una película fina.

El proceso funciona de la siguiente manera:

• Se coloca una capa de dióxido de silicio sobre un diafragma de acero inoxidable para que actúe como aislante.

• Se aplica una galga extensométrica de polisilicio sobre el aislante.

• Mediante un proceso de litografía se eliminan determinadas zonas de la galga extensométrica, dejando únicamente aquellas zonas del diafragma en las que se medirán los cambios de resistencia.

• Las galgas extensométricas de polisilicio se conectan mediante interconexiones de oro para formar un circuito de puente de Wheatstone. A continuación, este circuito se conecta a la electrónica mediante técnicas de unión por hilo, habituales en microelectrónica.

• Se aplica una capa protectora patentada en forma de microrecubrimiento sobre la galga extensométrica.

El elemento sensor está fabricado íntegramente en acero inoxidable, lo que permite soldarlo directamente a los racores de presión para crear un sellado seguro.

Figura 1: Transductor con sensor CVD

¿Cómo funciona un sensor de presión CVD?

Un sensor de presión CVD funciona detectando los cambios en la resistencia eléctrica a través de cuatro galgas extensométricas de polisilicio, a medida que la presión aplicada provoca la deformación de un diafragma de acero inoxidable. El circuito electrónico se utiliza para la calibración y la compensación, con el fin de obtener una señal de salida precisa.

Así es como funciona el sensor:

• Los cambios de presión hacen que el diafragma se desvíe hacia arriba.

• Esto provoca un cambio en la resistencia de las cuatro galgas extensométricas.

• A medida que se aplica presión y el diafragma se deforma hacia arriba, las galgas extensométricas 2 y 3 quedan sometidas a tracción, mientras que las galgas extensométricas 1 y 4 quedan sometidas a compresión.

• Sin aplicar tensión, el circuito en puente está equilibrado y la salida es cero.

• Las galgas extensométricas en compresión experimentan una disminución de la resistencia proporcional a la presión aplicada.

• Las galgas extensométricas en tensión experimentan un aumento de resistencia proporcional a la presión aplicada.

Vea el vídeo para una visión animada del proceso.

Figura 2: Tensión y compresión de la galga extensométrica del sensor CVD

¿Qué valores de salida pueden proporcionar los transductores de presión CVD?

Los transductores basados en sensores CVD pueden proporcionar múltiples señales de salida, entre ellas tensión, señales radiométricas y corriente, lo que los convierte en una opción muy adecuada para la monitorización de alta precisión.

Figura 3: Salidas del transductor de presión CVD

Esta tecnología también es ideal para los siguientes rangos de presión.

Figura 4: Rangos de presión en la CVD

¿Por qué es importante utilizar sensores de presión con tecnología CVD en aplicaciones OEM?

Los sensores de presión con tecnología CVD son importantes en las aplicaciones OEM, ya que ofrecen una precisión, repetibilidad, durabilidad y vida útil superiores en las condiciones extremas de golpes, vibraciones y temperaturas que exigen los entornos OEM.

Hay muchas razones por las que los fabricantes de equipos originales (OEM) y otras empresas recurren a sensores electrónicos con tecnología CVD para medir y supervisar la presión en sus sistemas.

• Precisión. La tecnología de sensores de película fina de polisilicio, probada en la práctica, contribuye a garantizar un rendimiento de medición que cumple con los requisitos de la aplicación.
  
  

• Repetibilidad. Proporciona lecturas constantes a lo largo del tiempo sin necesidad de ajustar el intervalo de medición.
  
  
• Gran vida útil. Diseñado para soportar millones de ciclos de presión.
  
  
• Durabilidad. Su diseño robusto ayuda a protegerlo contra los golpes, las vibraciones, los picos de presión y las pulsaciones habituales en las aplicaciones OEM.
  
  
• Resistencia a la temperatura. Su estructura soldada permite su funcionamiento a temperaturas comprendidas entre -40 y 125 °C.
• Unaconstrucción totalmente de acero inoxidable en contacto con el fluido. Los sensores basados en CVD se fabrican sin pegamentos, resinas epoxi ni juntas tóricas, lo que elimina los problemas relacionados con fugas, contaminación o migración del relleno de silicona.

¿En qué aspectos destaca la tecnología CVD?

La tecnología CVD destaca en aplicaciones industriales y móviles exigentes que requieren una alta resistencia a las vibraciones, una larga vida útil y una amplia tolerancia a las temperaturas.

Entre estas aplicaciones se incluyen:

• Sistema hidráulico móvil. Requiere resistencia a los golpes y a las vibraciones, una elevada vida útil y amplios rangos de temperatura de funcionamiento.

• Sistemas de elevación y carga. Requieren repetibilidad y una larga vida útil.

• Carreras de alto rendimiento. Requiere una resistencia superior a las vibraciones y un ciclo de vida elevado.

• Sistemas de control de bombas. Requieren una elevada vida útil.

• Sistemas de compresores. Requieren resistencia a las vibraciones y durabilidad a largo plazo.

• Maquinaria forestal y minera. Requiere una resistencia excepcional a condiciones de vibración extremas.

• Aplicaciones ferroviarias. Requieren una alta resistencia a las vibraciones, una larga vida útil y una excelente repetibilidad.

• Sistemas de riego. Requieren resistencia a la temperatura y pueden beneficiarse de las opciones de protección contra las heladas que ofrecen los diseños en los que todas las partes en contacto con el líquido son de acero inoxidable.

¿Qué transductores de Ashcroft se fabrican con tecnología CVD para aplicaciones OEM?

Ashcroft ofrece cinco transductores de presión basados en CVD diseñados para aplicaciones OEM, cada uno de ellos concebido para cumplir requisitos específicos en cuanto a condiciones ambientales y rendimiento.

• Sensor de alto caudal S1. Compacto y altamente configurable, con una amplia selección de materiales y conexiones de proceso. Diseñado para ofrecer resistencia a las vibraciones y a los golpes, así como una larga vida útil.

• Sensor G2 de alta resistencia. Diseñado para instalaciones exigentes sometidas a vibraciones y golpes importantes, así como a un funcionamiento de ciclo elevado.

• Sensor de altas vibraciones GV. Diseñado específicamente para entornos exigentes en los que la resistencia a las vibraciones es fundamental.

• Transductor de presión digital KD41. Ofrece salidas digitales, entre ellas CANopen y J1939, para aplicaciones OEM exigentes.

• KM41 Prensa configurableTransductor de presión. Diseñado para satisfacer los requisitos específicos de la hidráulica móvil, la neumática, los equipos industriales y las aplicaciones de automatización.

¿Quiere saber más?

Ahora ya conoces las ventajas de la tecnología CVD y de los sensores que proporcionan mediciones de presión precisas, fiables y repetibles en condiciones difíciles.

Si quieres ampliar tus conocimientos, consulta los recursos relacionados que aparecen a continuación o ponte en contacto con nosotros si tienes alguna duda.

Mientras tanto, echa un vistazo a nuestra guía electrónica: «5 errores que cometen los fabricantes de equipos originales (OEM) y los integradores de sistemas a la hora de seleccionar transductores de presión».