С применением технологий Интернета вещей в промышленных областях промышленный Интернет стал направлением и тенденцией развития. Параметры потока газа являются важными данными для промышленного производства, научных экспериментов и различных экономических расчетов, образуя важнейший компонент учета энергии. Их применение в промышленной автоматизации получает все более широкое распространение. В современную эпоху роль датчиков расхода газа в национальной экономике становится все более заметной: они присутствуют в таких секторах, как природный газ, металлургия, горнодобывающая, нефтяная, авиационная, промышленная упаковка и промышленные чистые помещения. Ниже мы рассмотрим соответствующие применения датчиков потока в промышленных условиях.
Приборы, измеряющие расход жидкости, называются расходомерами или расходомерами и относятся к наиболее важным устройствам в промышленных измерениях. Измерение расхода жидкости занимает жизненно важное место в промышленном автоматизированном производстве и управлении технологическими процессами. Жидкости в целом делятся на жидкие и газообразные, при этом датчики расхода служат ключевыми компонентами для измерения обеих.
Измеряя расход газа, можно контролировать потоковые процессы, автоматизировать контроль производства и осуществлять управление энергопотреблением. На высокоточных производственных предприятиях,-таких как пластины или прецизионные инструменты,-производство должно осуществляться в чистых помещениях. Чтобы соответствовать производственным требованиям, воздух в этих чистых помещениях должен достигать уровня чистоты 1000 или даже 100 класса. Эти закрытые чистые помещения требуют ежедневной замены чистого воздуха. Это требует использования датчиков потока для автоматического мониторинга и контроля, обеспечивающих удовлетворение производственных потребностей и одновременно предотвращающих ненужное перерасход энергии, тем самым эффективно улучшая соотношение входных-выходных ресурсов. В датчике массового расхода газа Siargo FS4001 используется запатентованный датчик расхода MEMS и технология упаковки Siargo. Диапазон измерений составляет от 0 до 30 см3 и от 0 до 1000 см3. Скорость потока каждой модели достигается за счет специально разработанной упаковки и интеллектуальной электроники, обеспечивающей оптимальную чувствительность.
Корпус изготовлен из химически инертного и термостойкого поликарбоната. Он рассчитан на высокое давление 5 бар (73 фунта на квадратный дюйм), а также использует уникальную архитектуру микросхемы MEMS Siargo, специальную технологию упаковки и прочный корпус датчика. Область применения охватывает широкий спектр, включая приборостроение (например, газовую хроматографию-масс-спектрометрию), обнаружение утечек, управление технологическими процессами, измерение расхода газа и медицинские применения. FS4001 требует источника питания от 8 до 24 В постоянного тока для обеспечения аналогового и/или цифрового пользовательского интерфейса. Аналоговый выход является линейным в диапазоне от 0,5 до 4,5 В постоянного тока, что соответствует расходу от 0 до полной-шкалы. Цифровой выходной сигнал передается через RS232. Протокол связи RS232 можно найти в этом руководстве.
Во-вторых, в зависимости от промышленного применения датчики можно разделить на проточные и микро-типы. Например, управление микро-потоком необходимо для достижения оптимального мониторинга в таких сценариях, как добавление кислорода для каталитических реакций или заполнение азотом упаковки картофельных чипсов. Датчик микро-потока F1031, предлагаемый Gcain.com, использует термодинамические принципы для обнаружения потока газа в канале потока, обеспечивая превосходную точность и повторяемость. Микро-датчик расхода F1031 оснащен внутренним датчиком температуры, при этом каждый прибор проходит фирменную калибровку температурной компенсации. Он также имеет линейный аналоговый выход напряжения для удобства использования.
Микросхема состоит из двух стопок термопар и нагревательного резистора: стопки термопар расположены симметрично перед и после нагревательного резистора; Горячие спаи нагревательного резистора и термопарных пакетов смонтированы на теплоизолированном основании. Нагревательный резистор нагревает спаи термопары. Градиент температуры между горячим и холодным спаями создает выходное напряжение -собственный эффект Зеебека. Когда жидкость неподвижна, изотермы симметрично очерчивают прямую линию, перпендикулярную центру нагревательного резистора, поддерживая равные температуры в симметричных точках с обеих сторон. Когда жидкость течет слева направо, изотермы наклоняются вправо. Температуры в симметричных положениях по обе стороны нагревательного элемента больше не равны. Эту разницу температур можно измерить с помощью термопар, расположенных по обе стороны нагревательного элемента. Поскольку теплообмен в жидкости зависит исключительно от массы жидкости и ее теплоемкости, датчик может напрямую измерять массовый расход жидкости.
Кроме того, промышленные приложения, требующие для производства азота, аммиака или инертных газов, полагаются на датчики расхода газа для измерения и мониторинга. Датчики массового расхода серии FS4000, предлагаемые GCA, используют технологию датчиков расхода MEMS и технологию интеллектуального электронного управления, разработанную специально для общего мониторинга расхода газа. Этот датчик напрямую измеряет массовый расход газа с низкой потерей давления. Он подходит для мониторинга потока очищенного воздуха или азота, а также может использоваться в пробоотборниках окружающей среды (например, в хроматографических приборах). Датчик массового расхода FS4003 имеет внутренний диаметр трубы 3 мм и обеспечивает экономичный-диапазон измерения до 5 SLPM. Он подходит для счетчиков частиц и различных аналитических приборов. Датчик массового расхода FS4008 имеет внутренний диаметр трубы 8 мм и диапазон измерения до 50 SLPM. Его можно использовать в анестезиологическом оборудовании и устройствах для обнаружения чистых газов, таких как пробоотборники воздуха и газоанализаторы.