GebraBit

سنسورهای جریان سیال یا فلومتر

متن سربرگ خود را وارد کنید

سنسورهای جریان سیال یا فلومتر

سنسورهای جریان سیال یا فلومتر

سنسورهای جریان سیال یا فلومتر
  1. خانه
  2. »
  3. انواع سنسور
  4. »
  5. سنسورهای جریان سیال یا فلومتر

سنسور جریان میزان جریان یا حجم سیال را اندازه گیری می‌کند. معمولاً در صنایع مختلفی مانند HVAC، مدیریت آب و کنترل فرآیند استفاده می‌شود. از انواع آن میتوان به سنسورهای جریان توربین، سنسورهای جریان الکترومغناطیسی و سنسورهای جریان حرارتی اشاره کرد. این سنسورها دارای کاربردهایی از قبیل اندازه‌گیری جریان در خطوط لوله، نظارت بر مصرف سوخت، کنترل جریان آب و نظارت بر فرآیند شیمیایی هستند.

سنسور جریان وسیله‌ای است که برای اندازه گیری میزان جریان سیال در یک سیستم استفاده می‌شود. معمولاً در صنایع مختلف برای نظارت و کنترل جریان مایعات یا گازها استفاده می‌شود.

انواع مختلف سنسورهای جریان و نحوه کار آنها

سنسورهای جریان بسته به نوعشان بر اساس اصول عملکردی متفاوتی کار می‌کنند. برخی از انواع رایج این سنسورها عبارتند از: سنسورهای جریان حرارتی، مکانیکی، اولتراسونیک و مغناطیسی. هر کدام از این سنسورها بر اساس خواص فیزیکی خاصی عمل می‌کنند.

سنسورهای جریان حرارتی

سنسورهای جریان حرارتی سنسورهایی هستند که جریان سیال را بر اساس اصل انتقال حرارت اندازه گیری می‌کنند. آنها معمولاً برای اندازه گیری سرعت جریان گازها در کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند.
سنسورهای جریان حرارتی از یک المان گرم، اغلب یک مقاومت لایه نازک یا سیم پیچ تشکیل شده اند که در مسیر جریان سیال قرار می‌گیرد. این عنصر به صورت الکتریکی تا دمای خاصی گرم می‌شود.
یک یا چند سنسور دما مانند ترموکوپل ها یا آشکارسازهای دمای مقاومتی (RTD) در بالادست و پایین دست عنصر گرم وجود دارد. این سنسورها دمای سیال را قبل و بعد از عبور از المنت گرم شده اندازه گیری می‌کنند.

Thermal Flow Sensors working principle

هنگامی که سیال روی عنصر گرم شده جریان می‌یابد، به دلیل اختلاف دمای بین عنصر و سیال، گرما را جذب می‌کند. مقدار حرارت منتقل شده با سرعت جریان سیال نسبت مستقیم دارد.
سنسورهای دما تغییر دمای ناشی از فرآیند انتقال حرارت را اندازه گیری می‌کنند. سنسور جریان حرارتی با مقایسه دماهای قبل و بعد از المنت گرم شده، سرعت انتقال انرژی گرمایی به سیال را محاسبه می‌کند.
سنسور جریان حرارتی با استفاده از ویژگی‌های شناخته شده سیال، مانند ظرفیت گرمایی ویژه، چگالی و هدایت حرارتی آن، اختلاف دمای اندازه گیری شده را به مقدار نرخ جریان تبدیل می‌کند. این تبدیل معمولاً با استفاده از الگوریتم‌های داخلی یا منحنی‌های کالیبراسیون مخصوص حسگر انجام می‌شود.
خروجی سنسور جریان حرارتی می‌تواند یک سیگنال آنالوگ مانند ولتاژ یا جریان یا یک سیگنال دیجیتال باشد. این خروجی متناسب با نرخ جریان سیال است و می‌تواند توسط یک سیستم کنترل بیشتر پردازش شود یا در رابط کاربری نمایش داده شود.

کاربردهای حسگرهای جریان حرارتی:

سنسورهای جریان حرارتی به طور گسترده در کاربردهایی مانند سیستم های HVAC، نظارت بر جریان گاز، پردازش شیمیایی و کنترل فرآیند صنعتی استفاده می‌شوند. کالیبراسیون مناسب و رسیدگی منظم برای حفظ درستی و قابلیت اطمینان در خوانش سنسور جریان حرارتی بسیار مهم است.

سنسورهای جریان مکانیکی

سنسورهای جریان مکانیکی که به عنوان سنسورهای جریان حجمی نیز شناخته می‌شوند، دستگاه‌هایی هستند که جریان سیال را بر اساس اصول مکانیکی اندازه گیری می‌کنند. آنها معمولا برای اندازه گیری دبی مایعات در کاربردهای مختلف استفاده می‌شوند.
یکی از انواع رایج سنسورهای جریان مکانیکی، سنسورهای مبتنی بر انسداد است. این حسگرها از مانعی در مسیر جریان استفاده می‌کنند، مانند یک چرخ‌ پره دار یا توربین، که وقتی سیال از آن عبور می‌کند، می‌چرخد.
همانطور که سیال از طریق سنسور جریان می‌یابد، مانع (چرخ پره دار یا توربین) شروع به چرخش می‌کند. سرعت چرخش مستقیماً با سرعت جریان سیال متناسب است. سنسور مکانیزمی برای اندازه گیری و تبدیل این چرخش به مقدار نرخ جریان دارد.
سنسورهای جریان مکانیکی اغلب شامل یک چرخ دنده یا مکانیزم چرخشی هستند که حرکت چرخشی را به یک کمیت قابل اندازه گیری تبدیل می‌کند.
چرخش مانع معمولاً با مکانیزم چرخ دنده یا چرخنده متصل به یک شمارنده مکانیکی یا الکترونیکی، انکودر یا سنسور همراه است. این کوپلینگ چرخش را به یک واحد قابل اندازه گیری مانند پالس یا سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند.
خروجی سنسور جریان مکانیکی می‌تواند آنالوگ یا دیجیتال باشد. خروجی‌های آنالوگ می‌توانند به صورت ولتاژ، جریان یا فرکانس باشند. خروجی‌های دیجیتال می‌توانند به شکل پالس یا سیگنال‌های دیجیتال باشند که می‌توانند توسط یک سیستم کنترل بیشتر پردازش شوند یا در رابط کاربری نمایش داده شوند.

ویژگی ها و کاربردهای سنسورهای جریان مکانیکی:

برای اطمینان از درستی اندازه‌گیری‌های سنسورهای جریان مکانیکی نیاز است که به طور مناسب کالیبره شوند. فرآیند کالیبراسیون شامل تعیین رابطه بین نرخ جریان و خروجی سنسور است. رسیدگی منظم و کالیبراسیون مجدد دوره‌ای برای حفظ درستی خوانش‌های ضروری است.
سنسور جریان مکانیکی با ویژگی‌های سیال مورد اندازه گیری مانند ویسکوزیته، دما و فشار سازگار است. سنسورهای جریان مکانیکی معمولاً در کاربردهایی مانند تصفیه آب، سیستم‌های آبیاری، نظارت بر سوخت و کنترل فرآیند صنعتی استفاده می‌شوند.

سنسورهای جریان اولتراسونیک

سنسورهای جریان اولتراسونیک المان‌هایی اند که جریان سیال را با استفاده از امواج اولتراسونیک اندازه گیری می‌کنند. آنها معمولاً در کاربردهای مختلفی که در آنها نیاز به اندازه گیری جریان به صورت غیرتهاجمی و بدون تماس مستقیم وجود دارد، استفاده می‌شوند.
سنسورهای جریان اولتراسونیک از انتشار امواج اولتراسونیک در یک سیال برای اندازه‌گیری سرعت جریان آن استفاده می‌کنند. این سنسورها دارای مبدل‌هایی هستند که سیگنال‌های اولتراسونیک را ساطع کرده و پژواک یا بازتاب را از سیال دریافت می‌کنند.
یکی از روش‌های رایج مورد استفاده توسط سنسورهای جریان اولتراسونیک، روش زمان عبور است. در این روش دو مبدل در دو طرف لوله یا کانالی قرار می‌گیرند که سیال از آن عبور می‌کند. یک مبدل به عنوان فرستنده عمل می‌کند و امواج فراصوت ساطع می‌کند و دیگری به عنوان گیرنده عمل می‌کند و امواج منعکس شده را دریافت میکند.

ultrasonic flow sensors

امواج اولتراسونیک ساطع شده توسط مبدل فرستنده از طریق سیال در دو جهت بالادست و پایین دست حرکت می‌کند. مدت زمانی که طول می‌کشد تا امواج بین دو مبدل حرکت کنند برای مسیرهای بالادست و پایین دست به طور جداگانه اندازه گیری می‌شود.
با مقایسه زمان حرکت امواج اولتراسونیک در هر جهت می‌توان سرعت نسبی سیال را تعیین کرد. تفاوت زمان انتقال، متناسب با سرعت جریان سیال است.

ویژگی‌ها و کاربردهای سنسور جریان اولتراسونیک:

عواملی مانند دما، فشار و چگالی سیال می‌توانند بر سرعت صوت تأثیر بگذارد و بنابراین، برای اندازه‌گیری دقیق جریان باید در محاسبات در نظر گرفته شود. همچنین برای بهینه‌سازی عملکرد سنسورهای جریان اولتراسونیک، ممکن است به کالیبراسیون و تنظیم پیکربندی نیاز باشد.
این سنسورها معمولاً خروجی‌های دیجیتالی مانند داده‌های پالس/فرکانس یا سریال ارائه می‌دهند. آنها همچنین ممکن است دارای خروجی‌های آنالوگ مانند ولتاژ یا جریان باشند که می‌توانند برای کنترل یا نظارت استفاده شوند.
سنسورهای جریان اولتراسونیک دارای مزایایی مانند اندازه گیری غیر تهاجمی و بدون تماس مستقیم، درستی بالا، دامنه وسیع و توانایی اندازه گیری انواع مختلف سیالات میباشند. آنها معمولا در صنایعی مانند مدیریت آب و فاضلاب، سیستم‌های HVAC، نفت و گاز، پردازش شیمیایی و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شوند.

سنسورهای جریان مغناطیسی

سنسورهای جریان مغناطیسی که به عنوان سنسورهای جریان الکترومغناطیسی یا مغناطیس سنج نیز شناخته می‌شوند، سنسورهایی اند که برای اندازه گیری سرعت جریان سیالات رسانا استفاده می‌شوند. این سنسورها بر اساس اصل قانون القای الکترومغناطیسی فارادی عمل می‌کنند.
سنسورهای جریان مغناطیسی از یک لوله یا تیوب با یک لاینریا پوشش عایق و دو الکترود که در مقابل یکدیگر قرار گرفته‌اند تشکیل شده است. هنگامی که یک سیال رسانای الکتریکی در لوله جریان می‌یابد، یک میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان ایجاد می‌شود.
طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، هنگامی که یک سیال رسانا در یک میدان مغناطیسی حرکت می‌کند، ولتاژی متناسب با سرعت جریان القا می‌کند. این ولتاژ القایی را می‌توان توسط الکترودها اندازه گیری کرد.

Magnetic flow sensors operation

ولتاژ القایی به طور مستقیم با سرعت جریان متناسب است. سنسور جریان مغناطیسی این ولتاژ را اندازه گیری می‌کند و با استفاده از فاکتورهای کالیبراسیون مخصوص برنامه، آن را به دبی متناظر تبدیل میکند.
سنسورهای جریان مغناطیسی به سیال نیاز دارند به همین دلیل آنها معمولاً برای اندازه گیری جریان مایعاتی مانند آب، فاضلاب، دوغاب و دیگر سیالات رسانا استفاده می‌شوند.
سنسورهای جریان مغناطیسی باید به طور مناسب نصب شوند تا بتوانند به طور درست و دقیق جریان را اندازه‌گیری کنند. لوله یا تیوب این سنسورها باید پر از سیال رسانا باشد و الکترودها باید به درستی تراز شوند تا برهمکنش میدان مغناطیسی را به حداکثر برسانند.

ویژگی‌ها و کاربردهای سنسورهای جریان مغناطیسی:

از مزایای سنسورهای جریان مغناطیسی میتوان به درستی بالا، حداقل افت فشار و نیازنه چندان زیاد به تعمیر و نگهداری، اشاره کرد. آنها معمولا در صنایعی مانند تصفیه آب، فرآوری شیمیایی، تولید مواد غذایی و آشامیدنی، داروسازی و سیستم های آبیاری استفاده می‌شوند.
سنسورهای جریان مغناطیسی نمی‌توانند جریان سیالات نارسانا مانند روغن‌ها، گازها یا بیشتر هیدروکربن‌ها را اندازه گیری کنند. آنها به طور خاص برای اندازه گیری جریان مایع رسانا طراحی شده‌اند.

این مقاله را با دوستانتان به اشتراک بگذارید!

Be the first to write a review

لطفا با ارسال دیدگاه و امتیاز دهی تیم جبرا را در بهبود کیفیت همیاری کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Shopping cart
Start typing to see posts you are looking for.

Sign in

No account yet?