Request for quote

Principe van thermische massa flow meting

Thermische Mass Flow Meters en Controllers maken gebruik van de warmtegeleidbaarheid van gassen of vloeistoffen. Indien er een ander gas wordt gemeten dan waarvoor het instrument gekalibreerd is, zal er een omrekening uitgevoerd moeten worden. Bronkhorst heeft hiervoor een software programma ontwikkeld waarmee nauwkeurige omrekeningsfactoren bepaald kunnen worden: www.fluidat.com Klanten van Bronkhorst kunnen zich gratis registreren.

Voor gassen, volgens het by-pass principe

Zoals wordt getoond in figuur A stroomt een deel van de gasstroom door de sensor (een capillaire buis) en wordt deze verwarmd door heaters RHT1 en RHT2. Vervolgens ontstaat er een verschil tussen de gemeten temperaturen T1 en T2, zoals te zien is in figuur B. Het temperatuurverschil is direct proportioneel aan de massadoorstroming. Elektrisch gezien, wordt het temperatuurverschil bepaald door de twee temperatuurafhankelijke weerstanden, RHT1 en RHT2.

tmfpricipleillustrationsmall.jpg

figuur A

thermisch_principe

figuur B

In figuur A is te zien hoe de gemeten sensorsignalen worden versterkt tot elektrische/digitale uitgangssignalen. De sensor is als by-pass gemonteerd, parallel aan de hoofdstroom, waar een gepatenteerde stromingsweerstand zorg draag voor een proportionele verdeling van de flow, zelfs bij variërende procescondities. Dit 'Laminair Flow Element' is opgebouwd uit een pakketje gestapelde RVS schijfjes waarin kanaaltjes met een hoge precisie geëtst zijn. Elk kanaaltje is qua flowcapaciteit en stromingsgedrag identiek aan de capaciteit en het gedrag van de sensor.

Voor gassen, volgens het inline principe

Thermische Mass Flow Meters met inline sensor (zonder by-pass) bestaan uit een recht stromingskanaal, waarbij het gas langs twee RVS sensorelementen stroomt. Een daarvan meet slechts de temperatuur, de ander wordt tevens verwarmd. Men onderscheid hierbij twee type meetprincipes: het contante stroom principe en het constante temperatuur principe. Bij laatstgenoemde, die door Bronkhorst wordt toegepast, wordt een constant temperatuurverschil (ΔT) tussen de twee elementen gecreëerd. De energie die nodig is voor het compenseren van de afkoeling, is proportioneel aan de massadoorstroming. Dit meetprincipe is geschikt voor mass flow meting met lage drukverschillen, waarbij het drukverlies voornamelijk wordt bepaald door de gasaansluitingen en de zeefjes die aan de ingangszijde zijn gemonteerd om de flow te conditioneren (zie figuur C). Vergeleken bij bovenvermelde instrumenten met by-pass sensor, is de constructie volgens het CTA principe (Constant Temperature Anemometry) robuuster, dat wil zeggen minder gevoelig voor vocht en vervuiling.

CTA Mass Flow Sensor

figuur C

Voor vloeistoffen

Thermische Mass Flow Meters voor vloeistoffen (Bronkhorst® LIQUI-FLOW™ series) beschikken over een RVS sensorbuis zonder obstructies, zonder bewegende delen en zonder by-pass constructie. De heater/sensor combinatie is rond deze buis aangebracht en functioneert volgens het anemometrisch principe: er wordt een constant temperatuurverschil (ΔT) gecreëerd en de energie die nodig is om de ΔT gelijk te houden is afhankelijk van de massadoorstroming. De unieke, door Bronkhorst gepatenteerde sensor biedt tevens het voordeel, dat de vloeistof met niet meer dan 5°C wordt verwarmd, zodat de instrumenten ook voor vloeistoffen met een laag kookpunt kunnen worden toegepast.

Deel deze pagina: