Introducción al principio del sensor de flujo

1. Definición de tráfico

Los dos conceptos de caudal volumétrico y caudal másico están implicados en el proceso de investigación de los sensores de caudal.

El caudal de un área de sección transversal determinada se define como el volumen o masa del flujo que pasa por el área de sección transversal del canal de flujo por unidad de tiempo, donde el caudal volumétrico qv $q_{}$La fórmula de definición de es:
$$q_{}=dV/dt=Sv$$
donde$V$ representa el volumen del fluido,$t$ representa el tiempo,$S$ representa el área de la sección transversal del canal de flujo,$v$ representa la velocidad de flujo promedio del fluido.

caudal másico $La\; fórmula\; para\; definir\; q$ es:
$$q=dm/dt\_\_=Sv\rho$$
donde$m$ representa la masa del fluido,$\rho$ representa la densidad del fluido.

El sensor de flujo de volumen de gas simplemente mide el flujo de volumen que pasa a través del área transversal efectiva por unidad de tiempo . Dado que el cambio del entorno externo siempre afecta el tamaño del volumen de gas, el volumen de gas tiene el problema de tamaño inestable. En el proceso de medición real Es necesario considerar los cambios de varias cantidades físicas. El sensor de flujo másico de gas mide el flujo másico a través del área transversal efectiva por unidad de tiempo , y se divide en medición indirecta y medición directa según diferentes métodos de medición.

2. Clasificación de los sensores de caudal volumétrico

Los sensores de flujo volumétrico esperan investigación, pero se espera que sean menos estables.

3. Clasificación de los sensores de caudal másico

De acuerdo con los diferentes métodos de trabajo de los componentes clave, los sensores de flujo másico de gas se pueden dividir aproximadamente en sensores de flujo de Coriolis, sensores de flujo másico basados ​​en principios térmicos y sensores de flujo másico de presión diferencial.

3.1 Sensores Coriolis

El sensor de flujo másico de Coriolis es una aplicación específica de la fuerza de Coriolis. Cuando un gas fluye a través de una tubería giratoria, se formará en la tubería una fuerza de Coriolis relacionada con el flujo másico. Al medir la fuerza de Coriolis generada por el flujo de gas, se puede obtener el caudal másico del gas. Debido a la particularidad de su principio de funcionamiento, el sensor Coriolis tiene las ventajas de una alta precisión de medición, una alta reproducibilidad, un amplio rango de medición y también puede medir el flujo de líquidos de varias propiedades. Es ampliamente utilizado en industrias petroleras, químicas, farmacéuticas y otras. campos. , pero el sensor de Coriolis tiene las desventajas de un gran peso y volumen, y es sensible a la interferencia de vibraciones externas, etc., y su campo de aplicación tiene ciertas limitaciones.

3.2 Sensores Térmicos

El principio de funcionamiento del sensor térmico es calentar la resistencia de detección de temperatura del sensor a través de una fuente de calor externa para que su temperatura sea más alta que la temperatura ambiente. Cuando pasa un flujo de aire, el movimiento del flujo de aire eliminará el calor. en la resistencia de detección de temperatura, reduciendo la temperatura de la resistencia de detección de temperatura. , midiendo el cambio de temperatura de la resistencia de detección de temperatura para calcular el caudal de masa de gas requerido, es decir, el cambio de flujo de aire se convierte en el cambio de temperatura a través del sensor.

3.3 Sensor de presión diferencial

El sensor de caudal de presión diferencial es generalmente un sensor compuesto por un par de estranguladores colocados a ambos lados de un calibre reducido.El caudal volumétrico del caudal medido se obtiene midiendo la diferencia de presión en ambos lados, y luego se pasa entre el caudal volumétrico y el caudal másico La relación de transformación finalmente obtiene el caudal másico del caudal. El sensor de flujo de presión diferencial es una aplicación específica de la ley de conservación de la masa y la ley de conservación de la energía. Desde el medidor de flujo de orificio tradicional hasta el medidor de flujo de torre actual, el medidor de flujo de presión diferencial tiene un historial de desarrollo de cientos de años y se usa ampliamente en varios campos, como la industria, la energía, el transporte y el medio ambiente.

4. Referencias

[1] Xiao Shijin. Desarrollo del sensor de flujo másico térmico MEMS [D]. Universidad de Shandong, 2021. DOI: 10.27272/d.cnki.gshdu.2021.004000.