Memahami Sensor Aliran: Ciri, Jenis, dan Perbandingan dengan Teknologi Sensor Lain
2025-06-06 3139

Sensor aliran adalah alat yang mengukur berapa banyak cecair atau gas bergerak melalui paip.Mereka digunakan di banyak tempat seperti kilang, hospital, rumah, dan kereta.Artikel ini menerangkan apa sensor aliran, bagaimana ia berfungsi, di mana ia digunakan, dan bagaimana memilih yang betul.

Katalog

Rajah 1. Sensor aliran

Apakah Sensor Aliran?

Sensor aliran, juga dipanggil meter aliran, adalah peranti yang mengukur berapa banyak cecair atau gas bergerak melalui paip atau tiub.Ia membantu memeriksa kadar aliran (seperti liter seminit) atau jumlah keseluruhan (seperti kilogram per jam) cecair yang lewat.

Sensor aliran berfungsi dengan menggunakan bahagian mekanikal atau elektrik untuk mengesan perubahan dalam pergerakan atau sifat bendalir.Kemudian, mereka menjadikan maklumat tersebut menjadi isyarat elektrik yang boleh ditunjukkan pada skrin, disimpan dalam sistem, atau digunakan untuk mengawal peralatan lain.

Cecair yang berbeza seperti gas, cecair, atau cecair bukan Newtonian yang tebal bertindak secara berbeza apabila mereka mengalir.Itulah sebabnya kita memerlukan pelbagai jenis sensor aliran untuk mengukur setiap jenis dengan betul.

Prinsip kerja sensor aliran

Rajah 2. Jenis Sensor Aliran dan Bagaimana Mereka Berfungsi

Prinsip kerja sensor aliran bergantung kepada jenis sensor yang digunakan.Sensor aliran tekanan berbeza berfungsi dengan membuat penurunan tekanan merentasi sekatan, seperti plat orifis, dan menggunakan perbezaan tekanan untuk mengira aliran menggunakan persamaan Bernoulli.Sensor anjakan positif mengukur aliran dengan menangkap jumlah tetap cecair dan mengira berapa kali jumlah ini melewati sensor.

Sensor aliran turbin mempunyai pemutar kecil yang berputar sebagai cecair mengalir melaluinya, dan kelajuan putaran, yang dikesan oleh sensor magnet atau optik, digunakan untuk mengira kadar aliran.Sensor aliran elektromagnet, yang hanya berfungsi dengan cecair konduktif, menghasilkan voltan apabila bendalir bergerak melalui medan magnet;Voltan ini secara langsung berkaitan dengan kelajuan aliran.Sensor aliran ultrasonik sama ada mengukur perbezaan masa antara denyutan bunyi yang bergerak dengan dan terhadap aliran (jenis transit-masa) atau mengesan peralihan kekerapan yang disebabkan oleh zarah dalam cecair (jenis Doppler).Sensor aliran massa termal menggunakan elemen yang dipanaskan dan mengukur berapa banyak haba yang dibawa oleh gas yang mengalir, yang menceritakan sensor seberapa cepat gas bergerak.

Sensor aliran Coriolis menggunakan tiub bergetar, pergerakan bendalir menyebabkan tiub twist, dan tahap sentuhan menunjukkan kadar aliran massa.Akhirnya, sensor aliran vorteks meletakkan objek tebing di laluan aliran untuk membuat vorteks berputar, dan kekerapan vorteks ini mendedahkan halaju aliran.

Ciri -ciri sensor aliran

• Ukur berapa banyak cecair atau gas bergerak dengan jumlah (seperti liter seminit) atau berat badan (seperti kilogram sejam).

• Berikan bacaan cepat, yang berguna untuk pemantauan dan kawalan segera.

• Hantar isyarat (digital atau analog) yang boleh dibaca oleh skrin atau mesin.

• Boleh digunakan dengan air, udara, minyak, cecair tebal, atau cecair kotor.

• Banyak sensor aliran dibuat untuk menahan haba, tekanan, getaran, atau bahan kimia.

• Sesetengah jenis boleh mengukur aliran tanpa menyentuh cecair, yang baik untuk bahan yang bersih atau berbahaya.

• Ada yang mempunyai skrin kecil, boleh memeriksa diri mereka untuk masalah, atau menyesuaikan secara automatik untuk tetap tepat.

Aplikasi sensor aliran

Sensor aliran digunakan di banyak kawasan untuk mengukur berapa banyak cecair atau gas bergerak.Berikut adalah beberapa tempat di mana sensor aliran sedang digunakan.

Rajah 3. Pemasangan Sensor Aliran Perindustrian dalam Sistem Paip

Tumbuhan Kimia - Untuk mengukur aliran kimia untuk pencampuran yang selamat dan tepat.

Industri Petrokimia - Memantau gas dan cecair untuk kawalan dan keselamatan yang lebih baik.

Kilang Makanan dan Minuman - Periksa aliran cecair seperti air, susu, atau jus semasa pengeluaran.

Kawalan aliran udara - mengukur dan menyesuaikan aliran udara dalam sistem pemanasan atau penyejukan.

Aliran penyejuk - Pastikan cecair penyejuk mengalir dengan betul.

Ventilator dan peralatan gas - untuk mengukur aliran udara kepada pesakit.

Pam Infusi - Untuk mengawal jumlah sebenar ubat atau cecair yang diberikan.

Mesin dialisis - untuk memantau aliran darah dan pembersihan cecair (dialisis).

Sistem air dan air sisa - untuk mencari paip pecah atau kehilangan air.

Industri Automotif - Untuk mengukur bahan api masuk ke dalam enjin.Mencegah enjin daripada terlalu panas.Semak aliran gas dan membantu dengan kawalan pelepasan.

Industri Minyak dan Gas - Mengukur aliran minyak dan gas di saluran pengangkutan.

Elektronik Pengguna - Mengukur penggunaan air di rumah atau bangunan.Semak aliran cecair dalam mesin basuh atau mesin basuh pinggan mangkuk.Mengesan nafas atau aliran udara dalam alat seperti spirometer.

Jenis sensor aliran

Terdapat pelbagai jenis sensor aliran, dan setiap jenis berfungsi dengan cara sendiri untuk mengukur berapa banyak cecair atau gas bergerak.Sensor terbaik bergantung pada jenis cecair yang anda ukur, berapa cepat ia bergerak, dan betapa tepatnya hasilnya.Berikut adalah jenis sensor aliran yang paling biasa:

Sensor aliran tekanan berbeza

Sensor tekanan perbezaan menggunakan bahagian kecil (seperti plat orifis atau tiub pitot) yang menghasilkan penurunan tekanan apabila cecair mengalir melaluinya.Sensor memeriksa tekanan pada dua titik -sebelum dan selepas penurunan -dan menggunakan perbezaan ini untuk mengira seberapa cepat cecair bergerak.Kaedah ini mengikuti persamaan Bernoulli.Sensor ini terdapat di kilang -kilang, sistem air, dan penyediaan penghawa dingin.Contohnya termasuk tiub venturi, rotameter, plat orifis, dan tiub pitot.

Sensor aliran jisim termal

Sensor massa termal mengukur aliran gas.Mereka bekerja dengan memanaskan sebahagian daripada sensor dan memeriksa berapa banyak haba gas yang diambil.Semakin cepat mengalir gas, semakin panasnya.Sesetengah jenis menggunakan sensor haba yang berasingan, sementara yang lain menyimpan pemanas pada suhu yang mantap dan mengukur berapa banyak kuasa yang diperlukan untuk menyimpannya di sana.Sensor ini sangat tepat tetapi perlu ditentukur untuk setiap jenis gas.Ditemui dalam pekerjaan bersih dan tinggi seperti kilang semikonduktor, kawalan gas, dan sistem HVAC.

Sensor aliran anjakan positif

Sensor anjakan positif mengumpul jumlah cecair yang kecil dan tetap dan mengira berapa kali ruang itu mengisi.Ini membantu mereka mengukur jumlah aliran.Mereka berfungsi dengan baik dengan cecair tebal seperti minyak, sirap, atau bahan bakar.Jenis termasuk gear, omboh, atau meter vane berputar.

Sensor aliran turbin

Apabila bendalir bergerak melalui sensor, ia berputar turbin kecil (seperti kipas).Semakin cepat aliran bendalir, semakin cepat turbin berputar.Sensor mengira putaran untuk mengira kadar aliran.Ini digunakan dalam sistem bahan api, meter air, dan saluran penyejukan.

Rajah 4. Sensor aliran air YF-G1 dengan pemutar dan pinout pendawaian

Sensor Aliran Elektromagnetik (Magmeters)

Sensor elektromagnet hanya berfungsi dengan cecair konduktif (seperti air dengan mineral).Cecair melewati medan magnet dan mencipta voltan kecil.Voltan itu menunjukkan seberapa cepat cecair bergerak.Sensor ini beroperasi di tumbuhan air sisa, pemprosesan kimia, dan pengeluaran makanan.

Sensor aliran ultrasonik

Sensor aliran ultrasonik menggunakan gelombang bunyi untuk mengukur aliran.Sensor masa transit menghantar bunyi dengan dan terhadap aliran dan mengukur perbezaan masa.Sensor Doppler menghantar bunyi dan mengukur bagaimana ia melantun dari zarah atau gelembung.Sensor ini baik apabila sensor perlu tinggal di luar paip, terutamanya dalam cecair bersih atau sebahagiannya bersih.

Sensor aliran Coriolis

Coriolis menggunakan tiub bergetar.Apabila bendalir mengalir melaluinya, ia menyebabkan tiub sedikit memutar.Semakin banyak sentuhan, semakin tinggi kadar aliran.Sensor ini mengukur aliran massa secara langsung dan tepat.Mereka digunakan dalam minyak dan gas, farmaseutikal, dan industri kimia.

Sensor aliran vorteks

Objek kecil diletakkan di laluan aliran, yang menyebabkan cecair membuat pusaran (dipanggil vorteks).Sensor mengira berapa banyak pusaran berlalu untuk mengetahui kelajuan aliran.Ini beroperasi dalam sistem stim, air, dan udara, terutamanya apabila cecair bersih.

Perbandingan dengan jenis sensor aliran lain

Jadual di bawah menunjukkan perbandingan cepat bagaimana setiap sensor aliran berfungsi, apa yang ia langkah, dan di mana ia biasanya dijumpai:

Jenis Sensor Aliran	Bagaimana ia berfungsi	Jenis cecair	Ketepatan	Kegunaan biasa	Nota
Perbezaan Tekanan	Langkah -langkah tekanan jatuh ke sekatan	Cecair, Gas	Sederhana -tinggi	Perindustrian, HVAC, rawatan air	Boleh menyebabkan kehilangan tekanan
Positif Pemindahan	Menangkap jumlah cecair tetap dan mengira mereka	Tebal Cecair	Tinggi	Minyak, bahan api, Dos kimia	Hebat untuk Lambat, cecair tebal
Turbin	Cecair berputar pemutar;Kelajuan menunjukkan kadar aliran	Bersih Cecair	Sederhana -tinggi	Bahan api, Air, sistem penyejukan	Tidak bagus dengan cecair kotor atau tebal
Elektromagnet (Magmeter)	Langkah -langkah voltan dari cecair dalam medan magnet	Konduktif Cecair	Tinggi	Air, air sisa, Makanan/Minuman	Tidak akan berfungsi dengan cecair tidak konduktif
Ultrasonik	Menggunakan bunyi gelombang untuk memeriksa kelajuan aliran	Bersih atau Cecair ringan	Sederhana -tinggi	Air Paip, perubatan, meter mudah alih	Berfungsi di luar paip (bukan hubungan)
Haba Massa	Langkah -langkah haba hilang ke gas yang mengalir	Gas	Tinggi	HVAC, Makmal, garisan gas semikonduktor	Keperluan penentukuran khusus cecair
Coriolis	Aliran cecair memutar tiub bergetar	Cecair, Gas	Sangat tinggi	Minyak & Gas, farmasi, pemprosesan kimia	Sangat tepat, tetapi mahal
Vorteks	Langkah -langkah pusaran yang dibuat oleh blok dalam aliran	Bersih Cecair, stim, udara	Medium	Wap Sistem, air, kawalan aliran udara	Mudah tetapi Tidak baik untuk cecair tebal

Masalah dan resolusi sensor aliran biasa

Sensor aliran kadang -kadang boleh menghadapi masalah yang mempengaruhi ketepatan atau prestasi mereka.Berikut adalah beberapa isu biasa yang mungkin anda jalani dan cara mudah untuk membetulkannya.

Bacaan yang tidak tepat - Kadang -kadang, sensor aliran menunjukkan nilai yang salah.Ini boleh berlaku jika terdapat gelembung udara, kotoran dalam bendalir, atau jika sensor bukan jenis yang tepat untuk pekerjaan itu.Untuk membetulkannya, pastikan bendalir bersih dan bebas daripada gelembung, dan semakan semula yang anda gunakan sensor yang sepadan dengan jenis cecair dan julat aliran.

Sensor tidak bertindak balas - Jika sensor tidak menunjukkan apa -apa bacaan atau kelihatan mati, ia boleh menjadi masalah kuasa atau masalah pendawaian.Semak bahawa sensor mendapat kuasa dan semua wayar disambungkan dengan betul.Jika diperlukan, ganti kabel atau penyambung yang rosak.

Bunyi isyarat atau turun naik - Apabila isyarat sensor melompat atau tidak stabil, ia mungkin disebabkan oleh gangguan elektrik atau aliran yang tidak stabil.Gunakan wayar yang dilindungi, tanah sistem dengan betul, dan cuba membuat aliran lebih lancar dengan menambah paip lurus sebelum sensor.

Sensor tersekat atau tersumbat - kotoran, zarah, atau cecair tebal boleh menyekat sensor, terutamanya turbin atau jenis anjakan positif.Jika aliran jatuh atau bacaan menjadi tidak stabil, bersihkan sensor dengan teliti dan pasang penapis dalam sistem untuk mengelakkan penyumbatan masa depan.

Arah aliran yang salah - Jika sensor dipasang dengan cara yang salah, ia mungkin tidak membaca apa -apa atau memberikan hasil yang tidak baik.Sensor aliran sering mempunyai anak panah yang menunjukkan arah yang betul.Pastikan ia sepadan dengan arah cecair dalam paip.

Kesalahan penentukuran - Sesetengah sensor aliran perlu ditentukur untuk memadankan jenis cecair dan kadar aliran.Jika mereka tidak ditubuhkan dengan betul, mereka mungkin memberikan hasil yang tidak tepat.Kirikan semula sensor menggunakan cecair yang betul atau gunakan proses persediaan pengeluar.

Had suhu atau tekanan melebihi - Jika cecair terlalu panas, terlalu sejuk, atau di bawah tekanan terlalu banyak, sensor mungkin rosak atau memberikan bacaan yang salah.Sentiasa periksa had yang diberi nilai sensor dan simpan keadaan cecair dalam julat yang selamat.

Kesilapan perisian atau paparan - Kadang -kadang, masalahnya bukan sensor itu sendiri tetapi sistem perisian atau paparan yang disambungkannya.Jika bacaan kelihatan pelik, cuba mulakan semula sistem, mengemas kini perisian, atau menyemak tetapan sensor.

Cara memilih sensor aliran yang betul

Memilih sensor aliran yang betul bergantung kepada jenis cecair yang anda ukur, bagaimana ia mengalir, dan apa yang diperlukan oleh sistem anda.

Pertama, pertimbangkan sama ada cecair adalah gas atau cecair dan sama ada ia bersih, kotor, tebal, atau mengandungi zarah.Kemudian, periksa julat kadar aliran untuk memastikan sensor dapat mengendalikan kedua -dua aliran perlahan dan cepat.Fikirkan betapa tepatnya pembacaan perlu -ada aplikasi, seperti kerja perubatan atau makmal, memerlukan sensor yang sangat tepat, sementara yang lain tidak.Anda juga harus melihat ruang yang tersedia untuk pemasangan, kerana sesetengah sensor memerlukan paip lurus atau ruang tambahan.

Pastikan sensor memberikan jenis isyarat sistem anda boleh digunakan, seperti analog, digital, atau nadi.Ia juga penting untuk memilih sensor yang boleh mengendalikan alam sekitar, seperti haba, tekanan, getaran, atau bahan kimia.Akhirnya, pertimbangkan berapa banyak penyelenggaraan yang diperlukan oleh sensor dan sama ada kos sesuai dengan anggaran anda.

Kesimpulan

Sensor aliran membantu sistem berjalan lebih baik dengan mengukur aliran bendalir.Mengetahui jenis, kegunaan, dan masalah biasa menjadikannya lebih mudah untuk memilih sensor yang tepat untuk pekerjaan anda.Pilihan yang tepat dapat membantu menjimatkan masa, wang, dan usaha.