Aktualnie produkowane przepływomierze termiczne pracują w oparciu o jedną z dwóch różnych zasad działania. Pierwszą z nich jest technika stałej mocy, a drugą technika stałej różnicy temperatur.
Masowe przepływomierze termiczne mierzą stopień schłodzenia sensora przez cząsteczki gazu przepływających przez czujnik. Sonda jest zbudowana z dwóch sensorów (czujników temperatury PT1000). Jeden jest podgrzewany za pomocą grzałki umieszczonej przy sensorze i nazywany jest aktywnym. Drugi sensor nie jest podgrzewany i zwany jest referencyjnym. Różnica w obu technikach pomiaru tkwi w mocy podgrzewania sensora aktywnego
Stała moc kontra stała różnica temperatur
Technika stałej mocy polega na tym, że aktywny sensor podgrzewany jest stałą mocą i wraz ze wzrostem przepływu maleje różnica temperatur pomiędzy nim, a sensorem referencyjnym. To właśnie zmiana różnicy temperatury jest następnie przeliczana na wartość przepływu. Stala moc pozwala na pomiar przepływu gazów o wilgotności względnej nawet do 99%. Można także mierzyć dużo większe wartości przepływów niż w przypadku drugiej technologii. Głównym ograniczeniem stałej mocy jest długi czas reakcji na zmiany przepływu, który waha się w granicach od 10 do 15 sekund.
Dyspersja termiczna – stała różnica temperatur
Drugi typ – technika stałej różnicy temperatur – element podgrzewany jest zmienną mocą, aby móc utrzymać stałą różnicę temperatury pomiędzy czujnikiem aktywnym, a referencyjnym. W oparciu o zmieniającą się moc przeliczana jest następnie wartość przepływu. Główną zaletą stosowania przepływomierzy pracujących w oparciu o zasadę stałej różnicy temperatur jest czas reakcji przepływomierza na zmiany wartości przepływu – około 1 sekundy. Niestety w przypadku aplikacji, w których medium jest wilgotne lub zabrudzone, technologia ta w ogóle się nie sprawdza.
Dyspersja termiczna – stała różnica temperatur
Jak połączyć obie metody?
Jak widzimy każda z metod ma swoje wady i zalety – stała moc to odporność na wilgoć i zamieszczenia medium oraz duże zakresy przepływu ale długi czas reakcji, stała różnica temperatur to natomiast znacznie lepsza szybkość ale wrażliwość na wodę i zanieczyszczenia. Podsumowanie wad i zalet pozwala stwierdzić, że warto by połączyć zalety obie metody jednocześnie eliminując ich pietę achillesową. Tym właśnie jest technologia AST w przepływomierzach termicznych ST 100 marki FCI
Termiczny przepływomierz masowy ST 100
Stosując technologię AST uzyskujemy połączenie obu metod – stałej temperatury oraz stałej mocy. Oznacza to, że charakterystyka działania przepływomierza z technologią AST jest zmienna w zależności od rodzaju aplikacji. W początkowym etapie pomiaru stosowana jest zasada stałej różnicy temperatury, czyli dostarczamy coraz więcej mocy wraz ze wzrostem przepływu medium. Następnie, po przekroczeniu pewnej wartości przepływu, zachodzi przełączenie na stałą moc. Podtrzymujemy tym samym moc uzyskaną wcześniej, a różnica temperatur będzie maleć wraz ze wzrostem przepływu.
W porównaniu do przepływomierzy pracujących tylko w oparciu o stałą moc, czas reakcji na zmiany przepływu w ST 100 z technologią AST został skrócony z 15 sekund do 1 sekundy, a w niektórych przypadkach nawet poniżej 1 sekundy.
AST pozwala zatem na zachowanie wszystkich zalet przepływomierzy o stałej mocy, eliminując ich słaby punkt jakim jest długi czas reakcji.
Czas reakcji przepływomierza ST100 z AST
Technologia AST jest dedykowana do wszystkich aplikacji, które wymagają szybkiego czasu reakcji
na zmiany przepływu w szerokim zakresie przepływomierza, choć nie jest to technologia uniwersalna, najkorzystniejsza we wszystkich przypadkach.
Więcej na temat nowej technologii przeczytać można w tym artykule
