Primjenom IoT tehnologije u industrijskim područjima, Industrijski Internet je postao smjer i trend razvoja. Parametri protoka plina bitni su podaci za industrijsku proizvodnju, znanstvena eksperimentalna mjerenja i razne ekonomske izračune, čineći ključnu komponentu mjerenja energije. Njihova primjena u industrijskoj automatizaciji sve je raširenija. U današnje doba uloga senzora protoka plina u nacionalnom gospodarstvu postaje sve istaknutija: prisutni su u sektorima kao što su prirodni plin, metalurgija, rudarstvo, nafta, zrakoplovstvo, industrijsko pakiranje i industrijske čiste sobe. U nastavku istražujemo relevantne primjene senzora protoka u industrijskim okruženjima.
Instrumenti za mjerenje protoka fluida zajednički se nazivaju mjerači protoka ili mjerači protoka, svrstavajući se među najkritičnije uređaje u industrijskom mjerenju. Mjerenje protoka tekućine ima vitalnu poziciju u industrijskoj automatiziranoj proizvodnji i kontroli procesa. Tekućine se široko kategoriziraju u tekuće i plinovite medije, a senzori protoka služe kao ključne komponente za mjerenje i jednog i drugog.
Mjerenjem protoka plina mogu se pratiti procesi protoka, automatizirati kontrole proizvodnje i implementirati upravljanje energijom. U naprednim preciznim proizvodnim pogonima-kao što su oni koji proizvode pločice ili precizne instrumente-proizvodnja se mora odvijati unutar čistih soba. Zrak u tim čistim sobama mora postići razinu čistoće klase 1000 ili čak klase 100 kako bi zadovoljio zahtjeve proizvodnje. Ove zatvorene čiste sobe zahtijevaju svakodnevnu zamjenu čistog zraka. Ovo zahtijeva senzore protoka za automatizirani nadzor i kontrolu, osiguravajući zadovoljenje proizvodnih potreba uz sprječavanje nepotrebne prekomjerne potrošnje energije, čime se učinkovito poboljšava ulaz-omjer izlaza. Senzor masenog protoka plina Siargo FS4001 koristi Siargov vlastiti MEMS senzor protoka i tehnologiju pakiranja. Njegov mjerni raspon kreće se od 0 do 30 sccm do 0 do 1000 sccm. Protok svakog modela postiže se posebno dizajniranim pakiranjem i inteligentnom elektronikom za postizanje optimalne osjetljivosti.
Kućište je izrađeno od kemijski inertnog i toplinski stabilnog polikarbonatnog materijala. Odlikuje se visokim tlakom od 5 BAR (73 PSI), zahvaljujući Siargovoj jedinstvenoj MEMS arhitekturi čipa, specijaliziranoj tehnologiji pakiranja i robusnom kućištu senzora. Primjene obuhvaćaju širok raspon uključujući instrumentaciju (npr. plinska kromatografija-masene spektrometrije), detekciju curenja, kontrolu procesa, mjerenje protoka plina i medicinske primjene. FS4001 zahtijeva napajanje od 8 do 24 VDC za analogno i/ili digitalno korisničko sučelje. Analogni izlaz je linearan od 0,5 do 4,5 VDC, što odgovara protoku od 0 do punog -skala. Digitalni izlaz se prenosi preko RS232. RS232 komunikacijski protokol možete pronaći u ovom priručniku.
Drugo, na temelju industrijske primjene senzori se mogu kategorizirati u tipove protoka i mikro{0}}protoka. Na primjer, mikro-kontrola protoka ključna je za postizanje optimalnog praćenja u scenarijima kao što je dodavanje kisika za katalitičke reakcije ili punjenje dušikom u pakiranju čipsa. Mikro-senzor protoka F1031 koji nudi Gcain.com koristi termodinamičke principe za otkrivanje protoka plina unutar kanala protoka, pružajući izvrsnu točnost i ponovljivost. F1031 mikro-senzor protoka uključuje interni senzor temperature, pri čemu svaka jedinica prolazi vlastitu kalibraciju kompenzacije temperature. Također ima linearni analogni naponski izlaz za praktičnu upotrebu.
Čip se sastoji od dva skupa termoelemenata i otpornika za grijanje: nizovi termoelemenata su simetrično postavljeni uzvodno i nizvodno od otpornika za grijanje; vrući spojevi otpornika za grijanje i termoparova postavljeni su na toplinski izoliranu podlogu. Otpornik grijanja zagrijava spojeve termopara. Gradijent temperature između vrućih i hladnih spojeva stvara izlazni napon-intrinzični Seebeckov učinak. Kada tekućina miruje, izoterme simetrično ocrtavaju ravnu liniju okomitu na središte grijaćeg otpornika, održavajući jednake temperature u simetričnim točkama s obje strane. Kako tekućina teče s lijeva na desno, izoterme se naginju prema desno. Temperature na simetričnim položajima s obje strane grijaćeg elementa više nisu jednake. Ova temperaturna razlika može se izmjeriti snopom termoparova postavljenih s obje strane grijaćeg elementa. Budući da prijenos topline u fluidu ovisi isključivo o masi fluida i njegovom toplinskom kapacitetu, senzor može izravno mjeriti protok mase fluida.
Nadalje, industrijske primjene koje zahtijevaju dušik, amonijak ili inertne plinove za proizvodnju oslanjaju se na senzore protoka plina za mjerenje i nadzor. Senzori masenog protoka serije FS4000 koje nudi GCA koriste MEMS tehnologiju senzora protoka i inteligentnu elektroničku kontrolnu tehnologiju, razvijenu posebno za opće praćenje protoka plina. Ovaj senzor izravno mjeri maseni protok plina uz mali gubitak tlaka. Prikladan je za praćenje pročišćenog zraka ili protoka dušika, a može se koristiti i u uzorkivačima okoliša (kao što su instrumenti za kromatografiju). Senzor masenog protoka FS4003 ima unutarnji promjer cijevi od 3 mm i nudi tro-učinkovit raspon mjerenja do 5 SLPM. Pogodan je za brojače čestica i razne analitičke instrumente. Senzor masenog protoka FS4008 ima unutarnji promjer cijevi od 8 mm i raspon mjerenja do 50 SLPM. Može se koristiti u opremi za anesteziju i aplikacijama za otkrivanje čistih plinova, kao što su uzorkivači zraka i analizatori plina.