חיישן זרימה הוא מכשיר שמודד את קצב הזרימה של נוזלים או גזים. הוא ממיר את זרימת הנוזל לפלט אות חשמלי והוא נפוץ בבקרת אוטומציה תעשייתית, ניטור סביבתי, ציוד רפואי ותחומים אחרים.
I. תכונות
1. דיוק גבוה:חיישני זרימה מציעים דיוק מדידה גבוה, ומשיגים עד 0.5%.
2. יציבות מעולה:תוצאות המדידה נשארות יציבות ואינן מושפעות מהפרעות חיצוניות.
3. אמינות גבוהה:עם מבנה פשוט עם מעט רכיבים, חיישני זרימה מציעים אמינות יוצאת דופן.
4. התקנה קלה:ההתקנה פשוטה, דורשת רק הרכבה על הצינור.
II. מִיוּן
בהתבסס על עקרונות מדידה, ניתן לסווג אותם כ:
1. חיישני זרימה נפחית:חשב את קצב הזרימה על ידי מדידת נפח הנוזל העובר בצינור.
2. חיישני זרימת מהירות:חשב את קצב הזרימה על ידי מדידת מהירות הנוזל העובר בצינור.
לפי סוג חיישן:
1. חיישני זרימה מגנטיים:מדידת זרימת נוזל או גז באמצעות עקרונות אינדוקציה אלקטרומגנטית.
2. חיישני זרימת טורבינה:מדידת זרימת נוזל או גז על ידי זיהוי כוח הפגיעה של נוזל על טורבינה.
3. חיישני זרימת לחץ דיפרנציאלי:מדוד זרימה על ידי זיהוי הפרשי לחצים שנוצרים כאשר הנוזל עובר דרך הצינור.
4. חיישן זרימה אולטרסאונד:מחשב את קצב הזרימה על סמך ההבדל בין מהירות ההתפשטות של גלים קוליים ומהירות הנוזל.
5. חיישן זרימה תרמית:מודד את קצב הזרימה על ידי זיהוי החום הנישא על ידי הנוזל כשהוא עובר בצינור.
III. עקרונות
1. עקרון חיישן זרימה מגנטי:מותקן על הצינור, מד זרימה אלקטרומגנטי זה משתמש בהשראת שדה מגנטי כדי למדוד את המהירות וקצב הזרימה של חומרים מוליכים בתוך הנוזל.
2. עקרון חיישני זרימת טורבינה:חיישני זרימת טורבינה מודדים קצב זרימה נפחי על ידי זיהוי מהירות הסיבוב של טורבינה המותקנת בתוך הצינור.
3. עקרון חיישני זרימת לחץ דיפרנציאלי:הזרימה נמדדת באמצעות חיישן לחץ דיפרנציאלי המותקן בצנרת, המזהה את הפרש הלחץ שנוצר כאשר הנוזל זורם בצינור.
4. עקרון חיישן זרימה קולי:מותקנים בצינורות, חיישנים קוליים מחשבים את קצב הזרימה על ידי מדידת ההפרש בין מהירות ההתפשטות של גלים קוליים ומהירות הנוזל.
5. עקרון חיישן זרימה תרמית:מותקנים בצינורות, חיישנים תרמיים מודדים את קצב הזרימה על ידי זיהוי החום הנישא על ידי הנוזל כשהוא עובר דרך הצינור.
IV. יישומים
חיישני זרימה נמצאים בשימוש נרחב באוטומציה תעשייתית, ניטור סביבתי, ציוד רפואי ותחומים אחרים, בעיקר למטרות הבאות:
1. אוטומציה תעשייתית:חיישני זרימה מודדים ובקרה על זרימת נוזלים או גז בתהליכים תעשייתיים, כגון פטרוכימיה, מזון ומשקאות ותעשיות פרמצבטיות.
2. ניטור סביבתי:חיישני זרימה עוקבים אחר זרימת המים במשאבי מים עירוניים כמו נהרות, אגמים ומאגרים.
3. מכשירים רפואיים:חיישני זרימה עוקבים אחר זרימת חמצן ונוזל בציוד רפואי כגון מאווררים ומשאבות עירוי.
V. הנחיות בחירה
בעת בחירת חיישן זרימה, שקול את ההיבטים הבאים:
1. טווח מדידה:בחר חיישן זרימה מתאים על סמך טווח מדידת הזרימה הנדרש.
2. בינוני נמדד:בחר חיישן זרימה מתאים לפי המדיום הנמדד.
3. דיוק מדידה:בחר בחיישן זרימה מתאים המבוסס על דיוק המדידה הנדרש.
4. אות פלט:בחר חיישן זרימה המספק את סוג האות הרצוי.
5. שיטת התקנה:בחר חיישן זרימה מתאים בהתבסס על סביבת ההתקנה והדרישות.
VI. הבדלים בין חיישני זרימה ומדדי זרימה
1. עקרון המדידה
חיישן זרימה הוא מכשיר שמודד את זרימת נוזלים או גזים על בסיס טכנולוגיית חיישנים. הוא מזהה זרימה על ידי חישת התכונות הפיזיקליות של הנוזל, כגון חום, לחץ, רטט או אינדוקציה אלקטרומגנטית. הסוגים הנפוצים כוללים חיישנים תרמיים, לחץ, רטט וחיישנים אלקטרומגנטיים. מדי זרימה, לעומת זאת, הם מכשירים המודדים זרימת נוזל או גז על בסיס עקרונות מדידה ישירה. הם מחשבים את קצב הזרימה על ידי מדידה ישירה של מהירות או נפח הנוזל. בהתאם לעקרון המדידה, מדי זרימה מסווגים לסוג-מהירות, סוג-נפח, סוג-מסה וסוג לחץ דיפרנציאלי, בין היתר.
2. טווח מדידה
חיישני זרימה הם בדרך כלל בעלי טווח מדידה צר, בדרך כלל בין 0.1-1000 מ"ל לדקה או 1-100 ליטר לדקה, מה שהופך אותם למתאימים למדידת זרימות נוזלים או גז קטנות. מדי זרימה, לעומת זאת, מציעים טווח מדידה רחב בהרבה, המסוגלים למדוד זרימות נוזל או גז מנפחים דקים לנפחים גדולים, המשתרעים על 0.001 מ"ק לשעה עד 10,000 מ"ק לשעה.
3. דיוק מדידה
חיישני זרימה מציעים דיוק גבוה יותר, בדרך כלל משיגים טווח שגיאה של 0.5% עד 1%. דיוק מד הזרימה תלוי בעיקרון המדידה ובדיוק המובנה של המכשיר, בדרך כלל משיג טווח שגיאה של 0.2% עד 1%.
4. תרחישי יישום
חיישני זרימה משמשים בעיקר במעבדות, הגדרות רפואיות, הגנת הסביבה, עיבוד כימי, תעשיות מזון ויישומים אחרים הדורשים מדידת נוזלים או גזים בזרימה קטנה.- מדי זרימה, לעומת זאת, מיושמים באופן נרחב בייצור תעשייתי, אספקת מים עירונית, פטרוכימיה, תעשיות מזון ומשקאות, לרבות מערכות צנרת, משאבות ומערכות בקרת זרימה.
5. מחיר
חיישני זרימה הם סבירים יחסית, בדרך כלל נעים בין כמה מאות לכמה אלפי יואן. מדי זרימה, לעומת זאת, יקרים יותר, בדרך כלל עולים בין כמה אלפים למאות אלפי יואן, משתנים בהתאם לטווח מדידה, דיוק, חומרים וגורמים נוספים.