Az ifm áramlásérzékelők mérési elvei

A folyadékok áramlásának érzékelése számos paramétertől függő, összetett feladat, ezért elengedhetetlen, hogy az adott alkalmazáshoz mindig a legmegfelelőbb szenzort válasszuk. Az ifm electronic ezért széles áramlásérzékelő-termékpalettát ajánl a felhasználóknak, hogy mindenki megtalálhassa akár a saját különleges elvárásainak is megfelelő áramlásérzékelőt.

A folyadékok áramlásának felügyelete az automatizálási folyamatok elválaszthatatlan része. Az ellenőrzést végző szenzor típusát és egyben az érzékelés módját a mérendő közeg típusa, a szükséges pontosság, a vezérléshez szükséges kimeneti jelek, a cső mérete, valamint az áramlási sebesség határozza meg. További fontos paraméter lehet a közeg viszkozitása, hőmérséklete és áramlási sebességének változása is. Az ifm electronic számos – eltérő működési elvű és kialakítású – áramlásérzékelő típusa lehetővé teszi, hogy mindenki a saját igényeinek és az adott feladatnak legmegfelelőbb szenzort használhassa. A következőkben öt különböző szenzorcsalád működési elvét mutatjuk be.

Mágneses induktív

Az SM sorozatú mágneses elven működő, elektronikus áramlásérzékelők a folyadékok áramlásának meghatározásához a Faraday-féle indukciós törvényt használják fel. A legalább 20 μS/cm vezetőképességű közeg egy, a gerjesztőtekercsek által létrehozott homogén mágneses téren halad át. A PEEK anyagból készült csövön átáramló közeg az áramlási sebességgel arányos feszültséget indukál a csőben elhelyezett két elektródán. Az így keletkező, térfogatsebességtől függően változó analóg feszültségjel feldolgozás és A/D átalakítás után a két programozható kimeneten bináris, impulzus, analóg vagy digitális IO-Link jel formájában használható fel.
A mérési elv alkalmas min. 20 µS/cm elektromos vezetőképességű folyadékokhoz. A vezetőképesség tipikus értékei: 0,5 µS/cm desztillált víznél, 50 µS/cm ivóvíznél és 50 000 µS/cm sós víznél.

1. ábra Mágneses induktív áramlásérzékelők, SM kialakítás

Vortex mérési elv

A „vortex” mérési elv az áramló közegben elhelyezett akadály által keltett örvények alapján határozza meg az adott közeg áramlását. Az áramlásőrök az áramló közeg sűrűségétől is függő örvényeket egy beépített piezokerámia szenzorral érzékelik. A keletkezett örvények száma, valamint a keresztmetszet ismeretében számítással a szenzor határozza meg az adott közeg áramlási sebességét. A vortex mérési elv egyszerű és olcsó áramlásőrök (2. ábra) kialakítását tette lehetővé, amelyeknek működése szinte teljesen független a közeg nyomásától, illetve a hőmérsékletének ingadozásától. Mivel a mérési elv a közeg vezetőképességétől sem függ, ioncserélt víz vagy más, nagyon alacsony vezetőképességű közeg esetében is használható.

2. ábra Vortex mérési elv az SV áramlásérzékelőknél

Ultrahangos áramlásérzékelők

Az ultrahangos áramlásérzékelők mérési módszere az ultrahang terjedési idejének mérésén alapul.
Az ultrahangos érzékelők átalakítókból és visszaverőkből állnak. Az átalakítók végzik felváltva a hangimpulzusok vételét és kibocsátását, míg a visszaverők biztosítják az ultrahang megfelelő irányba történő terelését. A hangimpulzusok terjedési idejét az áramló közeg megváltoztatja. A kiértékelő elektronika a két terjedési idő különbségéből számítja ki a közeg áramlási sebességét, és alakítja annak megfelelő kapcsoló-, impulzus- vagy analóg jellé. Az ultrahangos SU-áramlásérzékelők három különböző – előre kalibrált – közegre: vízre, glikolra és olajra használhatók. Az aktuálisan használt közeget az eszköz menüjében kell kiválasztani.

3. ábra Az SU ultrahangos érzékelő kialakítása

Mechatronikus mérési elv

A mechatronikus áramlásérzékelők a rugós dugattyúk elvén működnek. Az érzékelő a folyadék áramlását a szelepfészekben mozgó rugóval megtámasztott dugattyú elmozdulása alapján kalkulálja ki. Az elmozduló dugattyú pontos pozícióját egy mágneses térérzékelő határozza meg és továbbítja analóg jel formájában a kiértékelő elektronika számára. A rugóellenállás arra kényszeríti a dugattyút, hogy az áramlás csökkenésével visszatérjen eredeti helyzetébe. Ez biztosítja az áramlásérzékelők helyzettől független beépítését, és megakadályozza a folyadékok visszaáramlását. A mérési elv további előnye, hogy nincs szükség be-, illetve kimenő csőszakaszok kialakítására, mivel a mérést sem a turbulencia, sem a kialakuló légbuborékok nem befolyásolják. Ennek köszönhetően az érzékelő szinte bárhova beépíthető a csővezetékrendszerben.

4. ábra A rugós támogatású dugattyú az SB kialakítású érzékelőknél a visszafolyás megakadályozására is szolgál

Kalorimetrikus mérési elv

A kalorimetrikus áramlásőrök a közeg áramlási sebességét a referenciaértéket adó szenzor és a közeg által hűtött hőmérséklet-érzékelő közötti állandó hőmérséklet fenntartásához szükséges fűtőteljesítmény alapján határozzák meg. A mérési módszer legfőbb előnye, hogy könnyen „betanítható” egy adott közeg reprodukálható mérésére, és viszonylag széles körben – még gázok esetén is – használható. Ezt a mérési módszert az ifm electronic kínálatának számos eltérő kialakítású szenzora alkalmazza. Ilyen például a ledsoros kijelzővel rendelkező kompakt SI- (1. ábra) és a moduláris kialakítású SR- és SN-kiértékelők és a hozzájuk csatlakoztatható SF-szenzorok, valamint a legújabb, 4-digites, kétszínű alfanumerikus kijelzővel felszerelt SA-termékcsalád.

5. ábra Kalorimetrikus mérési elv

A kalorimetrikus mérési elven működő érzékelők legfőbb előnye a könnyű beépíthetőség, a programozhatóság, valamint a széles körű alkalmazhatóság.

ifm electronic Kft.
9028 Győr, Szent Imre út 59.
Tel.: + 36 96 518 397
E-mail: Ez az e-mail-cím a szpemrobotok elleni védelem alatt áll. Megtekintéséhez engedélyeznie kell a JavaScript használatát.
www.ifm.com