Termal kütle akış ölçerler ve ultrasonik akış ölçerler, endüstriyel basınçlı hava ölçümünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu iki seçenek arasındaki seçim, enerji tüketimi izleme doğruluğunu, işletme ve bakım maliyetlerini ve üretim istikrarını doğrudan etkiler. Bu makalede, çalışma prensipleri, temel performans özellikleri, kurulum ve gerçek dünya kullanımına ilişkin hususları inceleyerek iki teknolojiyi karşılaştırdık. Ayrıca, doğru çözümü seçmenize ve uygulamanıza yardımcı olacak pratik bir kılavuz da sunuyoruz.
1. Termal kütle akış ölçer prensibi
Hepimizin bildiği gibi, bu iki tip akış ölçer farklı ölçüm prensiplerine sahiptir ve bu da uygulanabilir çalışma koşullarını doğrudan belirler. Basınçlı hava akış ölçeri için kullanılan termal dağılımlı akış ölçer, termal iletim prensibine dayanır ve basınçlı hava kütle akış hızını doğrudan ölçmek için sabit sıcaklık farkı yöntemini kullanır. Hava kütle akış sensörü, biri basınçlı hava sıcaklığını izleyen, diğeri ise sabit bir sıcaklık farkını koruyan iki referans seviyeli platin dirençten oluşur. Akış hızı, ısı dağılım hızına göre dönüştürülür. En önemli avantajlarından biri, ek sıcaklık ve basınç kompanzasyonuna ihtiyaç duymaması ve doğrudan kütle akış verilerini elde edebilmesidir.
2. Ultrasonik gaz akış ölçer prensibi
Hava için kullanılan ultrasonik akış ölçerler esas olarak Uçuş Süresi yöntemini kullanır; bu yöntemde, yukarı ve aşağı yönde yerleştirilmiş eşleştirilmiş dönüştürücüler aracılığıyla ses dalgaları yayılır ve ileri ve geri yayılım arasındaki zaman farkı kullanılarak akış hızı hesaplanır. Ultrasonik tip basınçlı hava akış ölçer, temassız hava akışı ölçümü için tasarlanmıştır ve hava akış sensörünün montajı sırasında boru hatlarını kesmeye bile gerek kalmaz, boru hattı içinde hareketli parça bulunmaz ve büyük çaplı ve yüksek basınçlı karmaşık çalışma koşulları için uygundur.
Seçimin özü, performans parametrelerini gerçek çalışma koşullarıyla eşleştirmektir. Aşağıdaki tablo, doğruluk, aralık oranı, basınç dayanımı ve ısı dayanımı gibi temel boyutları kapsayan iki tip akış ölçerin temel performans göstergelerini açıkça karşılaştırmaktadır:
| Performans Göstergeleri | Termal Basınçlı Hava Akış Ölçerler | Ultrasonik Basınçlı Hava Akış Ölçerler |
| Ölçüm Doğruluğu | ±%1 FS, ±%0,5 FS'ye kadar yüksek hassasiyetli modeller | Genel tip ±%1~±%2,5, yüksek hassasiyetli tip ±%0,5~±%1 |
| Akış Aralığı Oranı | Tipik oran 10:1~20:1'dir ve küçük ve orta ölçekli akış dalgalanmaları için uygundur. | 20:1~40:1 oranında, önemli geniş aralık avantajı, büyük akış dalgalanmaları için uygundur. |
| Basınç Direnci Aralığı | Standart modeller ≤1,6 MPa, özel modeller 4 MPa'ya kadar. | Standart ≤10MPa, yüksek basınçlı endüstriyel boru hatları için uygundur. |
| Sinyal Çıkışı | 4-20mA akım sinyalini, darbe sinyalini destekler, bazı modellerde RS485 iletişimi mevcuttur. | Standart 4-20mA sinyal (doğruluk %0,1), kablosuz iletim modülü ile genişletilebilir. |
Termal akış ölçerlerin montaj standardizasyonu , ölçüm doğruluğunu doğrudan etkiler ve temel prensip "yedek düz boru bölümü + doğru yerleştirme derinliği"dir. Hava için kullanılan yerleştirme tipi termal kütle akış ölçer, boru hattının eksenine yerleştirilmeyi gerektirir ve ölçüm çubuğunun uzunluğu boru çapına göre özelleştirilir. Tamamen yerleştirilemiyorsa, üretici hataları telafi etmek için kalibrasyon katsayıları sağlamalıdır.
Yerleştirme tipi termal kütle akış ölçer:
1. Seçim: Akış ölçerden önce ve sonra düz boru bölümlerine ihtiyaç vardır; yukarı akış yönünde çapın ≥ 10 katı (10D) düz boru bölümü, aşağı akış yönünde ise ≥ 5D düz boru bölümü ayrılmalıdır; dirsek ve vana gibi rahatsızlık kaynaklarından kaçınılmalıdır;
2. Yerleştirme tipi kütle akış ölçer takılırken sabit taban: Taban (genellikle silverinstruments.com gibi bir tedarikçi tarafından sağlanır) boru hattının üst kısmına kaynaklanır ve deliğin ekseninin boru hattının eksenine dik olması sağlanır;
3. Sızdırmaz bağlantı: Özel bir küresel vana takarken, 100 ℃'nin altındaki orta sıcaklıklar için naylon contalar, 100 ℃'nin üzerindeki sıcaklıklar için ise bakır contalar kullanılmalıdır. Sızdırmazlık için Loctite 567 boru diş macunu kullanılabilir;
4. Termal kütle akış probunun montajı: Sabitleme somununu gevşetin, probu boru hattına konumlandırma pozisyonuna kadar yerleştirin (prob normalde boru hattının ortasındadır), bağlantı çubuğunu oku akış yönüyle hizalayacak şekilde döndürün ve somunu sıkın;
5. Dijital termal kütle akış vericisi için elektrik bağlantısı: silverinstruments.com adresindeki kullanım kılavuzlarına göre 4-20mA sinyal hattını bağlayın ve elektromanyetik girişimden kaçınmak için uygun koruma ve topraklama sağlayın.
Hat içi termal kütle akış ölçer montajı:
Sıralı tip termal debimetre , yerleştirme tipi termal kütle debimetresine kıyasla kurulumu daha kolaydır ve fabrikadan çıkmadan önce özel bir boru bölümüne önceden monte edilmiştir. Boru hattı ekseninin ≤± 2,5° hata payıyla yatay olmasını sağlamak için boru hattını flanş standardına (GB/T9119-2000) göre bağlamanız yeterlidir. Ancak, yerleştirme tipi debimetrede olduğu gibi, debimetreden önce ve sonra boru hattının düz olması gerekir.
Ultrasonik debimetrenin kurulumunun temel unsurları "transdüser yerleşimi + ayrılmış düz boru bölümü + sinyal koruması"dır. Zaman farkı yöntemi modelinde, yukarı ve aşağı yöndeki transdüserlerin simetrik olarak yerleştirilmesi ve ses dalgasının yayılma yönü ile boru hattı ekseni arasındaki açının üreticinin gereksinimlerini karşılaması gerekir. Özel çalışma noktaları şunlardır:
1. Düz boru bölümü: Akış yönünün yukarısında ≥ 10D ve akış yönünde ≥ 5D'lik düz bir boru bölümü ayırın ve bozulma kaynağına yaklaşırken bunu uzatın;
2. Transdüserlerin montajı: Ses dalgasının yayılma yolunun engellenmemesini sağlamak için V ve Z yöntemleri kullanılabilir ve montaj yüzeyinin düzgün bir şekilde cilalanması gerekir;
3. Elektriksel koruma: 4-20mA sinyal hattı ve güç hattı ayrı ayrı döşenmiştir, koruyucu katman bir ucundan topraklanmıştır ve empedans eşleşmesi 0-1KW'dir;
4. Hata Ayıklama ve Kalibrasyon: Kurulumdan sonra, yerinde kalibrasyon yoluyla ölçüm doğruluğunu optimize etmek için boru çapı ve duvar kalınlığı gibi parametreler girilmelidir.
Çevrimiçi kurulum sırasında, kesintisiz çalışma sağlamak için özel bir delme aleti kullanılabilir. Kapalı kurulum sırasında, delme ekseninin tabanla eşmerkezli olduğundan emin olunmalıdır. Sapma çok büyükse, ayarlama boşluğu bırakmak için açıklık genişletilebilir.
Küçük ve orta çaplı borular (örneğin 1/8”, 1/4” veya 1/2” boyutlarında) ve yüksek hassasiyetli küçük akış ölçümleri (örneğin laboratuvarlarda ve pnömatik sistemlerde) için termal akış ölçerler/kontrolörler tercih edilir.
Ultrasonik akış ölçerler, geniş çaplı boru hatlarında (DN80 veya üzeri), yüksek basınçlı çalışma koşullarında (>4MPa) veya şiddetli titreşimin olduğu endüstriyel alanlarda (kompresör çıkışları gibi) daha fazla avantaja sahiptir. Hareketli parça içermeyen tasarım, bakım sıklığını azaltabilir.
Enerji tüketimi izleme senaryolarında, kütle akış verilerinin doğrudan elde edilmesi gerekiyorsa, termal modeller daha uygundur; birden fazla gaz ölçümü veya yüksek akış dalgalanması koşullarının dikkate alınması gerekiyorsa, ultrasonik akış ölçerin geniş bit hızı aralığı daha pratiktir.
Eğer boru hattını kesmek veya boru hattına termal gaz akış ölçer takmak için delik açmak istemiyorsanız, ultrasonik gaz akış ölçeri düşünebilirsiniz.
Bazı kullanıcılar akış ölçeri uzun süre kullanmak istemez ve sadece geçici olarak akışı ölçmek isterler. Bu durumda taşınabilir ultrasonik gaz akış ölçeri de tercih edebilirler.
Ancak, temassız ultrasonik hava akış ölçerler çok pahalıdır, bu nedenle bütçe de müşteriler için önemli bir husustur.
Termal akış ölçerler, basınçlı havadan kaynaklanan yağ ve toz birikimini önlemek için sensör probunun düzenli olarak temizlenmesini gerektirir; aksi takdirde bu durum termal iletkenlik verimliliğinde azalmaya yol açabilir.
Ultrasonik debimetrenin montaj yüzeyinin korunmasında en önemli nokta, kireçlenmenin ses dalgalarının iletimini etkilemesini önlemektir. Aynı zamanda, gevşeklikten kaynaklanan ölçüm sapmasını önlemek için sinyal hattının bağlantı durumu düzenli olarak kontrol edilmelidir.
Her iki ekipman türü de kontrol sistemi verileriyle senkronizasyonu sağlamak için 4-20mA sinyal çıkış doğruluğunun düzenli olarak kalibre edilmesini gerektirir.
Termal akış ölçerlerin en sık karşılaşılan arızası, genellikle prob kirlenmesi veya yetersiz düz boru kesiti nedeniyle oluşan "ölçüm kayması"dır. Probun temizlenmesi ve montaj pozisyonunun yeniden ayarlanması sorunu çözebilir; sinyal çıkışı yoksa, güç kaynağı ve 4-20mA devresinin sürekliliğini kontrol edin. Ultrasonik akış ölçer "zayıf sinyal" gösteriyorsa, bu çoğunlukla transdüserin montaj sapmasından veya boru hattında kabarcıkların bulunmasından kaynaklanır. Transdüser açısının ayarlanması veya egzozun kontrol edilmesi normal çalışmayı sağlayabilir.
Sıkıştırılmış havanın nem içeriği çok yüksek olduğunda, termal sensörde yoğuşma meydana gelir, bu da doğruluğunu etkiler ve bir kurutma cihazının takılmasını gerektirir; ultrasonik akış ölçerler, ses dalgalarının yayılımını engelleyen boru hattının iç duvarında don oluşmasını önlemek için yalıtıma dikkat etmelidir.
Termal ve ultrasonik hava akış ölçerler arasında mutlak bir üstünlük veya aşağılık söz konusu değildir. Temel nokta, çalışma koşullarının gerekliliklerine uyum sağlamaktır: Termal akış ölçerler yüksek hassasiyet, düşük bütçe ve uzun süreli akış tespiti için seçilirken, ultrasonik gaz akış ölçerler yüksek akış hızları, yüksek basınçlar ve büyük çaplar veya taşınabilir hava akış ölçümü için seçilir, ancak maliyetleri çok yüksektir. Kurulum sırasında düz boru kesiti ve sızdırmazlık özelliklerine kesinlikle uyulmalı ve ekipman stabilitesini ve ölçüm doğruluğunu en üst düzeye çıkarmak için odaklama sensörünün temizliği ve sinyal kalibrasyonu günlük olarak yapılmalıdır.
Email
WA
Inquiry
