yan1393859704 发表于 2024-9-25 17:51:30

日本SMC流量开关简介

  流量开关,顾名思义用来检测空气、水等流体的。基本原理类似压力开关:某个被监测的数据达到预设值就发生通或者断的变化。而此次,这个值从压力变成了流量。

  流量开关如何工作

  这是较为常见的气体用流量开关原理,传感器开关内部设有热敏电阻和温度传感器。

  SMC产品中,较为典型为PF2A系列流量开关。

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  原理说明

  流体进入管路后,降低了管路内的温度,(流速检知元件)热敏电阻感知后电阻值也随之增大了。其增大率与流体的流速有呈一定比例。

  通过测定电阻值便可检测出流体的流速,而后经过计算,就可得出流量。

  PS:此流量开关的指示流量以转换成基准状态下(0℃和101.3kPa)的体积流量(L/min)

  此外,由于流体带走了热敏电阻的热量,所以为了补偿流体温度及环境温度,传感器内还设有温度传感器,在使用温度范围内,可以稳定地测量。

  贴士:

  对于SMC的传感器来说,+A为“空气用”,比如PF2A。而PF2W该对应什么?+W就是“水用”。

  此类原理的SMC流量开关主要应对微小流量的气体。大的不同点是使用了MEMS(微机电系统)芯片,还是SMC自行研发的。

  SMC流量开关中,较为典型为PFM系列流量开关。详细原理说明,请下拉查看

  原理说明

  该芯片由:膜加热器(Rh),上流/下流侧传感器(Ru/Rd),作为气体测温用的环境温度传感器(Ra)共同构成。

  在芯片热源上有一个悬浮的热气团,两边的温度分布均匀,也有相同的电阻值。当有气体流入,气团的温度分布平衡被破坏,两边的电阻值有了差异。该差与流动气体流速成比例,通过测定其电阻值,进行演算处理,可以得出气体的流动方向和流速。

  类似于热电阻传感器原理,Ra作为气体的温度或环境温度的补偿使用。

  该原理的流量开关,抗异物能力强,设定流量范围小,用于一般工业机械的冷却水装置。

  SMC流量开关中,较为典型为IFW5系列流量开关。

  原理说明

  水在流动时,阀体节流孔前后产生压差,使得流量压力开关的上下膜片感知,引起阀杆的上下移动,从而起到调节作用。

  该原理来自于卡门涡街现象,它在1912年,由美国物理学家卡门首先研究。

  SMC流量开关中,较为典型为PF3W系列流量开关。

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  原理说明

  在流场中放一个细长体,在一定雷诺数Re范围内,在细长体的下游会产生一堆交替出现的漩涡。此漩涡的频率与流体速度成比例,通过测量漩涡的频率可以测量出流体的流量。

  PS:流体雷诺数是流体力学中的概念,指流体在运动过程中其惯性力与粘滞力的比值。

  设计灵感来自于法拉第电磁感应定律,用于减少流路压损而设计的水用流量开关。

  SMC产品中,较为典型为LFE系列流量开关。

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  原理说明

  根据电磁感应定律:磁场中导电体横向切割磁力线,则产生与其速度相关的感应电动势。

  由于,感应电动势(E)与流速(V)和磁感应强度(B)的乘积成正比。通过感应电动势(E)的换算,可获得体积流量。

  流量开关的选择

  在何种场景下,该选哪类产品合适。以SMC产品为例,通常我们从如下几个方面考虑:

  1适用流体

  首先,肯定要分清楚,我们对哪类流体做监测。流量开关可以根据对应的流体,分为如下三种,具体对应哪些气体和液体,详加下图。

  2适用流量范围

  说完定性,再说定量。也就是流量的适用范围。

  样本都会标明产品的流量范围。在这里必须说明,这里所指的流量,是瞬时流量——指流体在单位时间内通过管道横截面积的流体数量。

  SMC的产品,流量从小到大,可广泛应用多种领域。

  根据不同的使用场合,选择合适的产品:

  大流量适用于空气等流体的总管路流量监控、管理上。小流量则使用在对于单个支路流体的精确控制。

  此外,当我们需要把对流量进行总体把控,除了需要知道(瞬时)流量,我们也需要了解累计流量——现场液体、气体等通过某一管道的瞬时流量在一定时间内的累积值。

  3流体重复精度

  以PF3A7□H系列为例,重复精度对应的数值显示为:“±1%F.S.”

  所谓F.S.是指满量程,也即为“full span”的简写。对于PF2A系列而言,就是精度是满量程的±1%。

  贴士

  同一产品根据使用的流体不同、输出方式不同、安装方式不同,也会有不同的精度。大家在选择的时候,要注意仔细查看样本,了解具体参数再做选择。

  4其他参考值

  此外,还要考量输出方式(开关量or模拟输出量),以及安装方式(分体式还是一体式)来综合选择需要的传感器型号。这些原则和压力传感器基本都是一致的。

  流量开关:https://llkg.ybzhan.cn/

  仪器仪表:https://www.ybzhan.cn/

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