Forstå flytsensorer: Funksjoner, typer og sammenligning med andre sensorteknologier
2025-06-06 3267

Flytsensorer er verktøy som måler hvor mye væske eller gass som beveger seg gjennom et rør.De brukes mange steder som fabrikker, sykehus, hjem og biler.Denne artikkelen forklarer hva flytsensorer er, hvordan de fungerer, hvor de brukes, og hvordan de skal velge den rette.

Katalog

Figur 1. Flytsensor

Hva er flytsensorer?

En strømningssensor, også kalt en strømningsmåler, er en enhet som måler hvor mye væske eller gass som beveger seg gjennom et rør eller rør.Det hjelper med å sjekke strømningshastigheten (som liter per minutt) eller den totale mengden (som kilo per time) væske som går forbi.

Flytsensorer fungerer ved å bruke mekaniske eller elektriske deler for å oppdage endringer i væskens bevegelse eller egenskaper.Deretter gjør de denne informasjonen til et elektrisk signal som kan vises på en skjerm, lagres i et system eller brukes til å kontrollere annet utstyr.

Ulike væsker som gasser, væsker eller tykke ikke-Newtonske væsker virker annerledes når de flyter.Det er grunnen til at vi trenger forskjellige typer strømningssensorer for å måle hver art riktig.

Arbeidsprinsipp for flytsensorer

Figur 2.. Flytsensortyper og hvordan de fungerer

Arbeidsprinsippet for en strømningssensor avhenger av typen sensor som brukes.Differensialtrykkstrømsensorer fungerer ved å skape et trykkfall over en begrensning, for eksempel en åpningsplate, og bruke den trykkforskjellen for å beregne strømmen ved å bruke Bernoullis ligning.Positive forskyvningssensorer måler strømning ved å fange faste mengder væske og telle hvor mange ganger disse volumene passerer gjennom sensoren.

Turbinstrømningssensorer har en liten rotor som snurrer når væsken strømmer gjennom den, og rotasjonshastigheten, detektert av en magnetisk eller optisk sensor, brukes til å beregne strømningshastigheten.Elektromagnetiske strømningssensorer, som bare fungerer med ledende væsker, genererer en spenning når væsken beveger seg gjennom et magnetfelt;Denne spenningen er direkte relatert til strømningshastigheten.Ultrasoniske strømningssensorer måler enten tidsforskjellen mellom lydpulser som beveger seg med og mot strømmen (transitt-tidstype) eller oppdager frekvensforskyvninger forårsaket av partikler i væsken (Doppler-type).Termiske massestrømningssensorer bruker et oppvarmet element og måler hvor mye varme som blir ført bort av den flytende gassen, som forteller sensoren hvor raskt gassen beveger seg.

Coriolis -strømningssensorer bruker vibrerende rør, væskens bevegelse får rørene til å vri seg, og graden av vri indikerer massestrømningshastigheten.Til slutt plasserer virvelstrømningssensorer et bløffobjekt i strømningsveien for å skape virvlende virvler, og hyppigheten av disse virvlene avslører strømningshastigheten.

Funksjoner av flytsensorer

• Mål hvor mye væske eller gass som beveger seg - med volum (som liter per minutt) eller vekt (som kilo per time).

• Gi raske avlesninger, som er nyttige for øyeblikkelig overvåking og kontroll.

• Send signaler (digital eller analog) som kan leses av skjermer eller maskiner.

• Kan brukes med vann, luft, olje, tykke væsker eller til og med skitne væsker.

• Mange strømningssensorer er laget for å motstå varme, trykk, vibrasjoner eller kjemikalier.

• Noen typer kan måle flyt uten å berøre væsken, noe som er bra for rene eller skadelige stoffer.

• Noen har små skjermer, kan sjekke seg selv for problemer eller justere automatisk for å holde seg nøyaktige.

Bruksområder av flytsensorer

Flytsensorer brukes i mange områder for å måle hvor mye væske eller gass som beveger seg.Nedenfor er noen steder der flytsensorer brukes.

Figur 3.. Industriell strømningssensorinstallasjon i rørledningssystem

Kjemiske planter - for å måle kjemisk strømning for sikker og nøyaktig blanding.

Petrokjemisk industri - Overvåk gasser og væsker for bedre kontroll og sikkerhet.

Mat- og drikkefabrikker - Kontroller strømmen av væsker som vann, melk eller juice under produksjonen.

Luftstrømkontroll - Mål og juster luftstrømmen i oppvarmings- eller kjølesystemer.

Kjølemediumstrømning - Forsikre deg om at kjølevæsker flyter ordentlig.

Ventilatorer og gassutstyr - for å måle luftstrømmen til pasienter.

Infusjonspumper - for å kontrollere den nøyaktige mengden medisin eller væsker som er gitt.

Dialysemaskiner - for å overvåke strømning av blod og rengjøringsvæske (dialysat).

Vann- og avløpssystemer - for å finne ødelagte rør eller vanntap.

Bilindustri - for å måle drivstoff som går inn i motoren.Forhindre at motoren overopphetes.Kontroller gasstrømmen og hjelp med utslippskontroll.

Olje- og gassindustri - Mål olje- og gasstrøm i transportlinjer.

Forbrukerelektronikk - Mål vannbruk i hjem eller bygninger.Kontroller væskestrømmen i vaskemaskiner eller oppvaskmaskiner.Sporpust eller luftstrøm i verktøy som spirometre.

Typer strømningssensorer

Det er forskjellige typer strømningssensorer, og hver type fungerer på sin egen måte for å måle hvor mye væske eller gass beveger seg.Den beste sensoren avhenger av hva slags væske du måler, hvor raskt den beveger seg og hvor nøyaktig resultatene må være.Nedenfor er de vanligste typene strømningssensorer:

Differensialtrykkstrømsensorer

Differensialtrykkssensorer bruker en liten del (som en åpningsplate eller pitotrør) som skaper et trykkfall når væsken strømmer gjennom den.Sensoren sjekker trykket på to punkter - før og etter fallet - og bruker denne forskjellen for å beregne hvor raskt væsken beveger seg.Denne metoden følger Bernoullis ligning.Disse sensorene finnes i fabrikker, vannsystemer og oppsett av klimaanlegg.Eksempler inkluderer Venturi -rør, rotametere, åpningsplater og pitotrør.

Termiske massestrømningssensorer

Termiske massesensorer måler gasstrøm.De jobber ved å varme opp en del av sensoren og sjekke hvor mye varme gassen tar bort.Jo raskere gassen strømmer, jo mer varme bærer den.Noen typer bruker en egen varmesensor, mens andre holder varmeren på en jevn temperatur og måler hvor mye strøm som kreves for å holde den der.Disse sensorene er veldig nøyaktige, men må kalibreres for hver type gass.Funnet i rene og høye nøyaktighetsjobber som halvlederfabrikker, gasskontroll og VVS-systemer.

Positive forskyvningsstrømningssensorer

Positive forskyvningssensorer samler små, faste mengder væske og teller hvor mange ganger kammeret fylles opp.Dette hjelper dem med å måle den totale strømmen.De fungerer godt med tykke væsker som olje, sirup eller drivstoff.Typer inkluderer gir, stempel eller roterende vingemålere.

Turbinstrømningssensorer

Når væsken beveger seg gjennom sensoren, snurrer den en liten turbin (som en vifte).Jo raskere væsken strømmer, jo raskere snurrer turbinen.En sensor teller spinnene for å beregne strømningshastigheten.Disse brukes i drivstoffsystemer, vannmålere og kjølelinjer.

Figur 4.

Elektromagnetiske strømningssensorer (magmetre)

Elektromagnetiske sensorer fungerer bare med ledende væsker (som vann med mineraler).Væsken passerer gjennom et magnetfelt og skaper en liten spenning.Den spenningen viser hvor raskt væsken beveger seg.Disse sensorene opererer i avløpsanlegg, kjemisk prosessering og matproduksjon.

Ultrasoniske strømningssensorer

Ultrasoniske strømningssensorer bruker lydbølger for å måle flyt.Transitt-tidssensorer sender lyd med og mot strømmen og måler tidsforskjellen.Doppler -sensorer sender lyd og måler hvordan den spretter tilbake fra partikler eller bobler.Disse sensorene er gode når sensoren trenger å holde seg utenfor røret, spesielt i rene eller delvis rene væsker.

Coriolis flytsensorer

Coriolis bruker et vibrerende rør.Når væsken renner gjennom den, får den røret litt til å vri seg.Jo mer vri, jo høyere strømningshastighet.Disse sensorene måler massestrømmen direkte og er nøyaktige.De brukes i olje og gass, legemidler og kjemiske næringer.

Virvelstrømningssensorer

Et lite objekt plasseres i strømningsbanen, noe som får væsken til å skape virvler (kalt virvler).Sensoren teller hvor mange virvler som går forbi for å finne ut strømningshastigheten.Disse fungerer i damp, vann og luftsystemer, spesielt når væsken er ren.

Sammenligning med andre flytsensortyper

Tabellen nedenfor viser en rask sammenligning av hvordan hver strømningssensor fungerer, hva den måler og hvor den vanligvis finnes:

Flytsensortype	Hvordan det fungerer	Væsketype	Nøyaktighet	Vanlige bruksområder	Merknader
Differensial Trykk	Tiltak Trykkfall over en begrensning	Væsker, Gasser	Medium - høy	Industriell, HVAC, vannbehandling	Kan forårsake Trykktap
Positivt Forskyvning	Fanger Faste væskevolum og teller dem	Tykk Væsker	Høy	Olje, drivstoff, Kjemisk dosering	Flott for langsomme, tykke væsker
Turbin	Væske snurrer en rotor;Hastighet viser strømningshastighet	Rengjøre Væsker	Medium - høy	Brensel, Vann, kjølesystemer	Ikke bra med skitne eller tykke væsker
Elektromagnetisk (Magmeter)	Tiltak Spenning fra væske i magnetfelt	Ledende Væsker	Høy	Vann, avløpsvann, Mat/drikke	Vil ikke fungere med ikke-ledende væsker
Ultralyd	Bruker lyd bølger for å sjekke strømningshastigheten	Ren eller Lette væsker	Medium - høy	Vann Rør, medisinske, bærbare målere	Fungerer Utenfor røret (ikke-kontakt)
Termisk Masse	Tiltak Varme tapt for den flytende gassen	Gasser	Høy	HVAC, Labs, halvledergasslinjer	Behov Væskespesifikk kalibrering
Coriolis	Væskestrøm vrir et vibrerende rør	Væsker, Gasser	Veldig høyt	Olje og Gass, farmasi, kjemisk prosessering	Veldig nøyaktig, men kostbar
Virvel	Tiltak virvler laget av en blokk i strømmen	Rengjøre Væsker, damp, luft	Medium	Damp Systemer, vann, luftstrømningskontroll	Enkel men Ikke bra for tykke væsker

Vanlige strømningssensorproblemer og oppløsning

Flytsensorer kan noen ganger møte problemer som påvirker deres nøyaktighet eller ytelse.Nedenfor er noen vanlige problemer du kan støte på og enkle måter å fikse dem på.

Unøyaktige avlesninger - Noen ganger viser flytsensorer feil verdier.Dette kan skje hvis det er luftbobler, skitt i væsken, eller hvis sensoren ikke er den rette typen for jobben.For å fikse dette, må du sørge for at væsken er ren og fri for bobler, og dobbeltsjekk at du bruker en sensor som samsvarer med fluidtypen og strømningsområdet.

Sensor svarer ikke - Hvis sensoren ikke viser noen lesing eller ser død ut, kan det være et strømproblem eller et ledningsproblem.Sjekk at sensoren får strøm og at alle ledningene er riktig tilkoblet.Bytt om nødvendig skadet kabler eller kontakter.

Signalstøy eller svingninger - Når sensorsignalet hopper rundt eller ikke er jevn, kan det være forårsaket av elektrisk interferens eller ustabil flyt.Bruk skjermede ledninger, malt systemet ordentlig, og prøv å gjøre strømmen jevnere ved å tilsette et rett rør før sensoren.

Blokkert eller tilstoppet sensor - Skitt, partikler eller tykk væske kan blokkere sensorer, spesielt turbin- eller positive forskyvningstyper.Hvis strømmen synker eller avlesningene blir ustabile, rengjør sensoren forsiktig og installer et filter i systemet for å forhindre fremtidige tresko.

Feil strømningsretning - Hvis sensoren er installert på feil måte, kan det hende at den ikke leser noe eller gir dårlige resultater.Flytsensorer har ofte en pil som viser riktig retning.Forsikre deg om at den samsvarer med væskens retning i røret.

Kalibreringsfeil - Noen strømningssensorer må kalibreres for å matche væsketypen og strømningshastigheten.Hvis de ikke er satt opp riktig, kan de gi unøyaktige resultater.Kalibrer sensoren på nytt ved å bruke riktig væske eller bruk produsentens oppsettprosess.

Temperatur eller trykkgrenser oversteg - Hvis væsken er for varm, for kald eller under for mye trykk, kan sensoren bli skadet eller gi feil avlesning.Kontroller alltid sensorens rangerte grenser og hold væskeforholdene i de trygge områdene.

Programvare eller skjermfeil - Noen ganger er problemet ikke selve sensoren, men programvaren eller skjermsystemet det er koblet til.Hvis avlesningene ser rart ut, kan du prøve å starte systemet på nytt, oppdatere programvaren eller sjekke sensorinnstillingene.

Hvordan velge riktig strømningssensor

Å velge riktig strømningssensor avhenger av hvilken type væske du måler, hvordan det flyter og hva systemet ditt trenger.

Først må du vurdere om væsken er en gass eller en væske og om den er ren, skitten, tykk eller inneholder partikler.Kontroller deretter strømningshastighetsområdet for å sikre at sensoren takler både langsomme og raske strømmer.Tenk på hvor nøyaktige avlesningene må være - noen applikasjoner, som medisinsk eller laboratoriearbeid, trenger veldig presise sensorer, mens andre ikke gjør det.Du bør også se på den tilgjengelige plassen for installasjon, ettersom noen sensorer trenger rette rør eller ekstra rom.

Forsikre deg om at sensoren gir den typen signal systemet ditt kan bruke, som analog, digital eller puls.Det er også viktig å velge en sensor som kan håndtere miljøet den er i, for eksempel varme, trykk, vibrasjon eller kjemikalier.Til slutt, vurder hvor mye vedlikehold sensoren trenger og om kostnadene passer til budsjettet.

Konklusjon

Flytsensorer hjelper systemer med å kjøre bedre ved å måle væskestrømning.Å kjenne til typer, bruksområder og vanlige problemer gjør det lettere å velge riktig sensor for jobben din.Det riktige valget kan bidra til å spare tid, penger og innsats.