德魯克Druck在氣象行業(yè)中的應(yīng)用
 
 貝克休斯旗下的Druck(德魯克)品牌創(chuàng)立于1972年，是世界有名的壓力測量和校準(zhǔn)儀器儀表制造商。自創(chuàng)立之時起，Druck產(chǎn)品便依托于強大的技術(shù)**能力、設(shè)計能力和制造能力，為全球各領(lǐng)域的客戶提供各類壓力測量產(chǎn)品及服務(wù)。德魯克制造并交付的產(chǎn)品包括多種量程及用途的壓力傳感器和壓力測試測量儀器等，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、水文、船舶、氣象、能源、化工、軌道交通、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。無論是復(fù)興號動車組列車上，還是大部分民航飛機上，德魯克產(chǎn)品都在其中扮演重要角色。
 
 Druck也是行業(yè)內(nèi)僅有的幾家擁有完整硅制程能力的壓力產(chǎn)品供應(yīng)商之一。多學(xué)科背景的工程團隊利用ASIC技術(shù)、微處理器技術(shù)、表面處理技術(shù)、封裝技術(shù)，結(jié)合優(yōu)異的品控體系和制造能力，為全球用戶提供**的壓力測試整體解決方案。
 德魯克在英國、挪威及中國均設(shè)有研發(fā)中心及生產(chǎn)基地。特別是對于中國用戶來說，可以隨時與德魯克覆蓋國內(nèi)的銷售、技術(shù)支持及售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)取得聯(lián)系，從而獲得*便捷、及時的溝通及服務(wù)。
 
 在氣象站的設(shè)計和研發(fā)過程中，器件的選擇至關(guān)重要。若選擇指標(biāo)過高的器件，在其帶來的優(yōu)勢并不明顯的同時將產(chǎn)生較高成本；反之，可能觀測指標(biāo)無法達到要求，同時使用時高昂的維護成本甚至可能超出其采購成本上的優(yōu)勢。氣象站中的氣壓計是成本較高的部件之一。本文介紹的TERPS技術(shù)所具備的高性能、高可靠性及維護成本優(yōu)勢，使其成為大氣壓測量器件中的上佳選擇。
 
 氣壓測量與TERPS技術(shù)
 業(yè)界通常會采用各類傳感器進**壓測量，但是要滿足*上等別的氣象觀測標(biāo)準(zhǔn)，需要考慮若干技術(shù)問題。首先，氣壓測量通常采用優(yōu)良壓力參考（即采用真空壓力作為參考）。此外，需要考慮性能上包括精度、長期穩(wěn)定性和可靠性等要求。第三，使用和維護。在許多類型的應(yīng)用中，設(shè)備可以在使用中隨時進行零點調(diào)節(jié)，但絕壓設(shè)備在這一點上則較難滿足。氣象站在許多時候部署在偏遠地區(qū)，往往每年才會進行一次校準(zhǔn)，這意味著傳感器的長期穩(wěn)定性指標(biāo)是保證數(shù)據(jù)可靠性的重要因素。同時，設(shè)備還必須保證在運輸途中和使用現(xiàn)場有能力承受苛刻的使用環(huán)境，即環(huán)境適應(yīng)性要求。此外，還需要具備相對較低的成本和短交付周期的條件。
 
 德魯克RPS/DPS8100系列溝槽刻蝕諧振（TERPS）壓力傳感器，不僅在性能指標(biāo)上可以完全滿足氣象行業(yè)*高標(biāo)準(zhǔn)，同時具備優(yōu)越的長期穩(wěn)定性、寬使用溫度范圍、高等級的抗沖擊振動性能等優(yōu)勢。這使其非常適用于一系列對精度和穩(wěn)定性要求極高的應(yīng)用。因此，在氣象行業(yè)應(yīng)用中TERPS也成為了非常理想的高精度大氣壓力測量器件。
 
 TERPS概覽
 RPS/DPS8100系列產(chǎn)品所采用的TERPS技術(shù)，是德魯克半個世紀(jì)以來所研發(fā)的**技術(shù)的代表。其融合了***的設(shè)計、制造及封裝工藝，相比于上一代硅諧振技術(shù)（RPT系列），包括諧振器設(shè)計在內(nèi)的各項設(shè)計均進行了不同程度的優(yōu)化，從而使其在更寬的溫度區(qū)間內(nèi)具備了±0.01%FS的全溫精度及±0.01%FS/年的長期穩(wěn)定性。一般來說，采用數(shù)字補償技術(shù)的優(yōu)異工業(yè)級壓力傳感器能在-20℃至80℃的補償溫度范圍內(nèi)達到±0.1%FS的精度。而TERPS則實現(xiàn)了1個數(shù)量級的性能提升。TERPS技術(shù)除了高精度之外，其優(yōu)越的長期穩(wěn)定性和可靠性使其在與其他氣壓測量器件的競爭中具備更好的維護成本優(yōu)勢。
 
 氣象應(yīng)用中的器件選擇
 在氣象站設(shè)計階段，器件選擇的考量往往包括如下幾點因素。首先，性能等級需要符合例如世界氣象組織（WMO）等所制定的標(biāo)準(zhǔn)。其次，考慮到使用環(huán)境的多樣性，需要滿足例如環(huán)境溫度要求、防鹽霧要求等。第三，校準(zhǔn)周期上的考慮。在不同的使用環(huán)境下，校準(zhǔn)工作可能輕而易舉，但也可能花費大量成本。因此，超出指標(biāo)要求的性能設(shè)計裕量可以幫助延長校準(zhǔn)周期。此外通過校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的記錄識別出年漂移量較小的設(shè)備，可以進一步延長其校準(zhǔn)周期，進而節(jié)省使用成本。
 
 氣象站中的各類器件需要選擇合適的與氣象站通信的數(shù)據(jù)接口。若采用傳統(tǒng)的模擬量輸出，則可能引入額外的數(shù)據(jù)采集設(shè)備成本并引入額外誤差。常用的設(shè)備間通信接口例如SDI-12或RS485等，支持即插即用并且可以以較低功耗實現(xiàn)中遠距離通信。短距離通信接口例如I2C等，雖然可以實現(xiàn)更低的功耗但需要更好的集成度。以上各類通信方式在成本、傳輸速度、功耗、性能方面各有優(yōu)劣，在選擇時均可能對整個系統(tǒng)的硬件成本和使用成本產(chǎn)生影響。
 
 結(jié)語：綜上所述，氣象應(yīng)用中的器件選擇是一個多維度的問題，可以歸納為如下四個方面：性能、接口及功耗、硬件成本、后期維護成本。作為壓力設(shè)備供應(yīng)商，德魯克可以提供高性能解決方案（TERPS）及中等性能解決方案，同時可提供定制化服務(wù)以滿足用戶的各類產(chǎn)品定制化需求。
 
 附言：對于氣壓檢測設(shè)備的校驗，德魯克PACE系列壓力控制器由于其精度、穩(wěn)定性、帶載能力及控制速度上的高等級指標(biāo)，因而是市場上*優(yōu)良的產(chǎn)品之一。本周五的德魯克公開課中我們將帶您了解PACE系列模塊化控制器產(chǎn)品的*新革新——PACE CM3壓力控制器模塊。