מד זרימת מסה זרימה נמוכה

תוכן עניינים
מהו מד זרימת מסה בזרימה נמוכה?
מדי זרימת מסה בזרימה נמוכה חיוניים ביישומים רבים שבהם מדידה מדויקת של זרימה קטנה היא חיונית
מד זרימת מסה Coriolis זרימה נמוכה
בניית מד זרימה קוריוליס בזרימה נמוכה
מאפיינים עיקריים של מדי זרימת קוריוליס קטנים המיועדים למדידת זרימת מסה נמוכה במיוחד
תצוגה ראשית של מד הזרימה המיקרו קוריוליס
שיקולים חשובים בעת התקנת מד זרימת מסה Coriolis בזרימה נמוכה
מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה
כיצד פועל מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה?
באילו יישומים פועל מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה?
מפרט טכני של מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה

מהו מד זרימת מסה בזרימה נמוכה?

מד זרימת מסה בזרימה נמוכה הוא מכשיר מיוחד המשמש למדידת כמויות קטנות מאוד של נוזלים או גזים בזמן שהם נעים במערכת. מונים אלה בנויים במיוחד כדי למדוד במדויק קצב זרימה נמוך כמו גרם לשעה או קילוגרם לשעה.

כדי להבטיח מדידות מדויקות בקצבי זרימה נמוכים כל כך, מדי זרימה נמוכה משתמשים בטכנולוגיות שונות. הסוגים הנפוצים של מונים אלו כוללים מדי זרימה חיובית לזרימות זעירות, מדי זרימת מסה תרמית קטנים, או מדי זרימה מיני קוריוליס לזרימות מסה נמוכות במיוחד.

מדי זרימת מסה בזרימה נמוכה חיוניים ביישומים רבים שבהם מדידה מדויקת של זרימה קטנה היא חיונית:

• 1. במחקר ופיתוח תרופות, הם מסייעים במינון ובניפוק מדויק של תרופות או כימיקלים.
• 2. במערכות מיקרו-נוזליות המשמשות לניתוח ביו-רפואי, התקני מעבדה-על-שבב או מיקרו-כורים.
• 3. לבדיקת תאי דלק, למדידת קצב זרימת הגזים המעורבים בתהליך.
• 4. במערכות ניטור סביבתיות, כגון ניטור איכות אוויר או בדיקות פליטות.
• 5. במכשור אנליטי, כמו מערכות כרומטוגרפיה או ספקטרומטרים.

מד זרימת מסה Coriolis זרימה נמוכה

מדי זרימה מיקרו קוריוליס מסדרת SH-CMF-FE שימושיים במיוחד למדידת קצבי זרימת מסה נמוכים במיוחד. הם פועלים על ידי זיהוי ההטיות הזעירות הנגרמות על ידי הזרימה דרך צינור רוטט. סטיות אלה קשורות ישירות לקצב זרימת המסה, מה שמבטיח דיוק במדידה.

בקר זרימת המסה של Coriolis מצטיין במתן מדידה מדויקת ובקרה מדויקת של זרימת מסה בינונית של נוזל, מה שהופך אותו לבלתי הכרחי במגוון תעשיות. הוא ממלא תפקיד קריטי במחקר ובייצור מדעיים במגזרי מוליכים למחצה ומעגלים משולבים, תחומי חומרים מיוחדים, תעשיות כימיות ונפט, ייצור תרופות, הגנת הסביבה וטכנולוגיות ואקום.

התקן זרימה זה חיוני במיוחד בציוד תהליכים אלקטרוניים, כולל מערכות דיפוזיה, תהליכי אפיטקסיה, שקיעת אדים כימית (CVD), חמצון, תחריט פלזמה, קיצוץ והשתלת יונים. בנוסף, הוא נמצא בשימוש נרחב בציוד ציפוי, תהליכי המסת סיבים אופטיים, מיקרו-כורים, מערכות ערבוב והפצה של גז, מדידות נימיות ומכשירים אנליטיים כמו כרומטוגרפיה גז.

בניית מד זרימה קוריוליס בזרימה נמוכה

מד הזרימה הקטן של קוריוליס מורכב ממרכיב ראשוני ורכיב משני.
המרכיב העיקרי של המערכת הוא חיישן זרימת המסה, התקן תהודה רגיש למיקום המבוסס על אפקט קוריוליס. החיישן כולל צינור רוטט (המכונה גם צינור המדידה), גלאי אותות, מתקן רטט, מבנה תמיכה ודיור.

הצינור הרוטט הוא הצינור המתנודד שדרכו זורם הנוזל. גלאי אותות, שהם קריטיים לניטור אפקט קוריוליס, מגיעים בשני סוגים עיקריים: גלאים פוטו-אלקטריים וגלאים אלקטרומגנטיים.

מניע הרטט אחראי על גרימת תנודות בצינור הרוטט. יחד עם גלאי האותות ומעגל עיבוד הגברה, הוא יוצר מערכת תנודות משוב חיובי מעורר עצמי.

מבנה התמיכה, יצוק בדרך כלל מפלדת אל חלד, מעגן את הצינור הרוטט ומחבר אותו לאוגן ההרכבה, ויוצר מכלול אחיד. המארז מספק הגנה לצינור הרוטט, לגלאי האותות ולנהג הרטט. רוב חיישני הזרימה כוללים בית חד-שכבתי, אך ביישומים מיוחדים, ניתן להשתמש בהגנה דו-שכבתית.

הרכיב המשני הוא משדר זרימת המונים, מערכת אלקטרונית המרוכזת במיקרו-מעבד. הוא מספק כוח לחיישן הזרימה וממיר את האותות שלו לזרימה המונית ולקריאת פרמטרים רלוונטיים אחרים. משדר הזרימה הנמוכה גם מפצה ומתקן מדידות זרימת מסה וצפיפות בהתבסס על פרמטרי טמפרטורה. זה בדרך כלל מוציא אותות זרם או תדר סטנדרטיים ותומך בקישור צולב ותקשורת מרחוק עם מחשב מארח או מערכת DCS באמצעות פרוטוקולי תקשורת ספציפיים. ניתן להגדיר את לוח התצוגה של משדר הזרימה המיני של Coriolis כך שיציג פרמטרים נדרשים שונים.

מאפיינים מרכזיים של מדי זרימה קטנים של Coriolis המיועדים למדידת זרימת מסה נמוכה במיוחד

- הם שומרים על דיוק גבוה גם בעת מדידת זרימות קטנות מאוד, עם רמות דיוק נמוכות כמו 0.25% למדידת נוזלים ו-0.5% למדידת גזים.
- הם מציעים יחס ירידה גבוה של עד 100:1, המאפשר מדידה מדויקת בטווח רחב של קצבי זרימה.
- מדי זרימת מסה קטנים יכולים לזהות זרימות מסה נמוכות עד 40 גרם לשעה.
- הם עשויים מחומרים עמידים כמו נירוסטה 316L.
- מדי זרימת מיקרו מסה מגיעים בטווחי מדידה שונים, מ-0 עד 10 ק"ג לשעה ועד 0 עד 1000 ק"ג לשעה.
- דגמים מסוימים מגיעים עם בקרי PID משולבים לוויסות זרימה.
- מדי זרימת מסה בזרימה נמוכה מציעים אפשרויות פלט דיגיטלי כמו 0-5V DC, 4-20mA, או 1-5V DC, ותומכים בפרוטוקולי תקשורת כמו RS485 או RS232.
- דגמים מסוימים יכולים להתמודד עם טמפרטורות גבוהות של עד 150 מעלות צלזיוס.
- הם מתוכננים להיות קלים, קומפקטיים וקלים להתקנה במקומות צרים או על מערכות ניידות.
- הם מציעים אפשרויות שונות לחיבור חשמלי כמו DB9, RJ11, או 5.5×2.1, וניתן להפעיל אותם באמצעות ±15VDC או 24VDC.
- בדרך כלל יש להם דירוג לחץ סטנדרטי של 435 psi, עם קיבולת לחץ מקסימלית של עד 100 בר.

תצוגה ראשית של מד הזרימה המיקרו קוריוליס

שיקולים חשובים בעת התקנת מד זרימת מסה Coriolis בזרימה נמוכה

1 הוספת מסנן
ודא שהגז המשמש מטוהר, הימנעות מזיהום על ידי אבק, נוזלים ושמן. במידת הצורך, התקן מסנן לפני מד זרימה קטן של קוריוליס. בעת חיבור בקבוק מקור נוזל ליציאה של מד הזרימה, יש להתקין שסתום חד כיווני ביציאה למניעת זרימת נוזלים חזרה, שעלולה לפגוע במד הזרימה.

2 שימוש בגזים מאכלים
תעלת מד זרימת המסה הקטן בנויה מחומרים עמידים בפני קורוזיה כגון SUS 316L (00Cr17Ni14Mo2), SUS 417J1 (00Cr30Mo2) ופלואורוגמב. חומרים אלו יכולים להתמודד עם סביבות קורוזיביות כלליות, בתנאי שהמערכת של המשתמש נקייה מאדים ומים, בעלת דליפה נמוכה, עוברת ניקוי תכוף ומשתמשים בה כראוי. אם היישום כולל גזים מאכלים מאוד או ממסים אורגניים, יש לציין זאת בעת ההזמנה. עבור גזים קורוזיביים מיוחדים, יש להתאים את כל חומרי האיטום.

3 מיקומי התקנה
לביצועים מיטביים, התקן את בקר הזרימה הקטן של Coriolis כאשר משטח ההרכבה נמצא במצב אופקי. עם זאת, מכשיר מדידת הזרימה הקטן אינו רגיש מדי למיקום וניתן להתקין אותו בכל כיוון. אם נצפה תזוזה אפס כאשר מותקן במצב לא אופקי, ניתן לכוונן אותו לפני ההפעלה.

4 איטום יציאות שסתומים
שסתום הסולנואיד בבקר זרימת מסה זרימה קטנה מתפקד כשסתום ויסות ואין להשתמש בו כשסתום סגירה. על המשתמשים להתקין שסתום סגירה נפרד, במיוחד כאשר הם עוסקים בגזים קורוזיביים, הן בכניסה והן ביציאה של בקר זרימת ההמונים כדי להבטיח פעולה בטוחה. לאחר שימוש ממושך, שיעור דליפה בפתח השסתום בטווח של 2% מהסקאלה המלאה (FS) נחשב נורמלי. אם הדליפה עולה על 2%, יש צורך בתיקון.

5 כיולים והמרת גז
בקר זרימת מסת הזרימה הקטנה מכויל בדרך כלל עם חנקן (N2) במפעל. אם נדרש כיול עם גז אחר, יש לציין זאת בעת ביצוע ההזמנה. עבור משתמשים המפעילים את הבקר עם גזים שאינם חנקן, ניתן לבצע המרות באמצעות מקדמי ההמרה שסופקו.

מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה

כיצד פועל מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה?

הדיוק, העמידות והאמינות יוצאי הדופן של מדי זרימת המסה הנמוכה מסדרת SRK מיוחסים לבדיקות החיישנים החדשניות שלנו. כל בדיקה אטומה מכילה שני רכיבי חישה קריטיים: חיישן מהירות וחיישן טמפרטורה, הפועלים במקביל כדי לפצות אוטומטית על כל וריאציות בטמפרטורה ובלחץ.
המערכת פועלת על ידי שמירה על חיישן המהירות בטמפרטורה קבועה מעל טמפרטורת הגז, מדידת השפעת הקירור של זרימת הגז. זרימת המסה של הגז מחושבת אז על סמך ההספק החשמלי הנדרש כדי לשמור על הפרש טמפרטורה קבוע זה, ביחס ישר לקצב הזרימה. שני החיישנים משתמשים בגלאי טמפרטורת התנגדות פלטינה סטנדרטיים (RTD), כאשר חוט הפלטינה RTD כרוך היטב סביב ליבה קרמית חזקה לאמינות משופרת. כל מכלול החיישנים עטוף במארז נירוסטה 316, מה שמבטיח עמידות והגנה לטווח ארוך.

באילו יישומים פועל מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה?

מדי זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה משמשים בעיקר למדידת זרימת גזים טהורים או גז מעורב. מונים אלו יעילים ביותר בניטור קצב זרימת המסה של גזים שונים, לרבות אוויר, חנקן, מימן, חמצן, ביוגז, גפ"מ, מתאן ופחמן דו חמצני, בין היתר. הם נפרסים בדרך כלל ביישומים שבהם מדידת זרימת גז מדויקת היא קריטית, כגון במחקר מעבדתי, מערכות אספקת גז תעשייתיות, ניטור סביבתי, איתור דליפת גז וייצור מוליכים למחצה.

מדי זרימת גז מיקרו אלה הם בעלי ערך במיוחד במצבים הדורשים מדידה מדויקת של זרימות גז נמוכות, שבהם טכנולוגיות מדידת זרימה מסורתיות עשויות להתקשות. היכולת שלהם לספק קריאות זרימת מסה ישירה ללא צורך בפיצוי טמפרטורה או לחץ הופכת אותם לאידיאליים לשימוש בסביבות חדרים נקיים, כרומטוגרפיה גז ומערכות איתור דליפות, כמו גם בבקרת תהליכים עבור תעשיות כימיות ותרופות.

מפרט טכני של מד זרימת מסה תרמית בזרימה נמוכה

מד זרימת המסה התרמית בזרימה נמוכה מציע מדידת גז מדויקת בטווח של 2 SCCM עד 30 SL/M, מתגאה בדיוק של ±1% FS ויחס הפניה של 100:1. עם זמן תגובה של פחות מ-0.8 שניות וחזרה מעולה של ±0.2% FS, מד זה מבטיח ביצועים אמינים ועקביים.

הוא פועל ביעילות בטווח טמפרטורות של 0 ~ 50 מעלות צלזיוס ויכול להתמודד עם לחץ הפעלה מרבי של עד 10 MPa. היחידה בנויה עם פלדת אל-חלד חזקה כחומר הבסיס, וכוללת אטמים עשויים מוויטון, ניאופרן או גומי ניטריל לעמידות.

אפשרויות התקשורת כוללות RS232/485.MODBUS, עם אותות פלט זמינים ב-0~5V, 4-20mA ו-1-5V. מד הזרימה מופעל על ידי ±15VDC או 24VDC, ויש לו מקדם טמפרטורה של ±0.025%FS/°C. הממשק החשמלי מסופק באמצעות מחבר DB15, והיחידה כוללת קצב דליפה של 1×10^-9 SCCS He, מה שמבטיח שלמות גבוהה ביישומים תובעניים.