S aplikací technologie IoT v průmyslových oborech se průmyslový internet stal směrem a trendem rozvoje. Parametry toku plynu jsou základními údaji pro průmyslovou výrobu, vědecká experimentální měření a různé ekonomické výpočty, které tvoří klíčovou součást měření energie. Jejich aplikace v průmyslové automatizaci je stále rozšířenější. V dnešní době se role senzorů průtoku plynu v národní ekonomice stává stále významnější: jsou přítomny v odvětvích, jako je zemní plyn, hutnictví, těžba, ropa, letectví, průmyslové balení a průmyslové čisté prostory. Níže prozkoumáme příslušné aplikace průtokových senzorů v průmyslovém prostředí.
Přístroje měřící průtok kapaliny se souhrnně nazývají průtokoměry nebo průtokoměry a řadí se mezi nejkritičtější zařízení v průmyslovém měření. Měření průtoku tekutin má zásadní postavení v průmyslové automatizované výrobě a řízení procesů. Kapaliny jsou široce kategorizovány na kapalná a plynná média, přičemž snímače průtoku slouží jako klíčové komponenty pro měření obou.
Měřením průtoku plynu lze monitorovat průtokové procesy, automatizovat řízení výroby a implementovat energetický management. V pokročilých přesných výrobních zařízeních,-jako jsou ty, které vyrábějí destičky nebo přesné nástroje-, musí výroba probíhat v čistých prostorách. Vzduch v těchto čistých prostorách musí dosahovat úrovně čistoty třídy 1 000 nebo dokonce třídy 100, aby byly splněny požadavky výroby. Tyto uzavřené čisté prostory vyžadují každodenní výměnu za čistý vzduch. To vyžaduje senzory průtoku pro automatizované monitorování a řízení, které zajišťují splnění výrobních potřeb a zároveň zabraňují zbytečné nadměrné spotřebě energie, čímž se účinně zlepšuje vstupní-výstupní poměr. Snímač hmotnostního průtoku plynu Siargo FS4001 využívá patentovaný snímač průtoku MEMS a technologii balení společnosti Siargo. Rozsah měření se pohybuje od 0 do 30 sccm až do 0 až 1000 sccm. Průtok každého modelu je dosažen pomocí speciálně navrženého balení a inteligentní elektroniky pro zajištění optimální citlivosti.
Pouzdro je vyrobeno z chemicky inertního a tepelně stabilního polykarbonátového materiálu. Vyznačuje se vysokým tlakem 5 BAR (73 PSI) a těží z jedinečné architektury MEMS čipu Siargo, specializované technologie balení a robustního pouzdra snímače. Aplikace pokrývají široký rozsah včetně přístrojového vybavení (např. plynová chromatografie-hmotnostní spektrometrie), detekce úniků, řízení procesů, měření průtoku plynu a lékařské aplikace. FS4001 vyžaduje napájení 8 až 24 V DC pro zajištění analogového a/nebo digitálního uživatelského rozhraní. Analogový výstup je lineární od 0,5 do 4,5 V stejnosměrného proudu, což odpovídá průtoku od 0 do-rozsahu. Digitální výstup je přenášen přes RS232. Komunikační protokol RS232 naleznete v tomto návodu.
Za druhé, na základě průmyslových aplikací lze senzory kategorizovat do typů průtoku a mikro-toku. Například mikro-kontrola průtoku je nezbytná pro dosažení optimálního monitorování ve scénářích, jako je přidávání kyslíku pro katalytické reakce nebo plnění dusíkem do obalů na bramborové lupínky. Mikro-snímač průtoku F1031 nabízený společností Gcain.com využívá termodynamické principy k detekci průtoku plynu v průtokovém kanálu a poskytuje vynikající přesnost a opakovatelnost. Mikro-snímač průtoku F1031 obsahuje vnitřní teplotní senzor, přičemž každá jednotka prochází vlastní kalibrací kompenzace teploty. Je také vybaven lineárním analogovým napěťovým výstupem pro pohodlné použití.
Čip se skládá ze dvou svazků termočlánků a topného odporu: svazky termočlánků jsou symetricky umístěny před a za topným odporem; topné spoje topných odporů a termočlánků jsou namontovány na tepelně izolované základně. Topný odpor ohřívá přechody termočlánků. Teplotní gradient mezi horkými a studenými spoji generuje výstupní napětí-vlastní Seebeckův jev. Když je kapalina stacionární, izotermy symetricky sledují přímku kolmou ke středu topného odporu a udržují stejné teploty v symetrických bodech na obou stranách. Jak tekutina proudí zleva doprava, izotermy se naklánějí doprava. Teploty v symetrických polohách na obou stranách topného tělesa již nejsou stejné. Tento teplotní rozdíl lze měřit pomocí sestav termočlánků umístěných na obou stranách topného tělesa. Protože přenos tepla v tekutině závisí výhradně na hmotnosti tekutiny a její tepelné kapacitě, může snímač přímo měřit hmotnostní průtok tekutiny.
Kromě toho průmyslové aplikace vyžadující k výrobě dusík, čpavek nebo inertní plyny spoléhají na senzory průtoku plynu pro měření a monitorování. Snímače hmotnostního průtoku řady FS4000 nabízené společností GCA využívají technologii průtokových snímačů MEMS a inteligentní technologii elektronického řízení vyvinutou speciálně pro obecné monitorování průtoku plynu. Tento snímač přímo měří hmotnostní průtok plynu s nízkou tlakovou ztrátou. Je vhodný pro monitorování průtoku vyčištěného vzduchu nebo dusíku a lze jej také použít v environmentálních vzorkovačích (jako jsou chromatografické přístroje). Snímač hmotnostního průtoku FS4003 má vnitřní průměr trubky 3 mm a nabízí nákladově-efektivní rozsah měření až do 5SLPM. Je vhodný pro počítače částic a různé analytické přístroje. Snímač hmotnostního průtoku FS4008 se vyznačuje vnitřním průměrem trubky 8 mm a rozsahem měření až 50 SLPM. Může být použit v anesteziologickém zařízení a aplikacích pro detekci čistých plynů, jako jsou vzorkovače vzduchu a analyzátory plynů.