Tecnología de sensores de flujo

1. Sensor de flujo Desde el desarrollo de los controladores de flujo másico de gas, los sensores utilizados principalmente incluyen sensores térmicos, sensores volumétricos y sensores de presión diferencial. Entre ellos, el tipo térmico y el tipo de presión diferencial son los más utilizados. El sensor térmico es un sensor que calcula el caudal másico del fluido midiendo la transferencia de calor y la transferencia de calor cuando el fluido se calienta. El sensor másico de presión diferencial es un sensor que calcula el caudal del fluido midiendo la diferencia de presión generada por el gas que fluye a través de la resistencia. A mayor resistencia, mayor diferencia de presión y mayor sensibilidad al flujo. Los sensores de flujo térmico se utilizan ampliamente en el desarrollo de controladores de flujo porque son sensibles al flujo de gas y a su composición, y son aplicables a una amplia gama de tipos de gases y caudales. 2. Aplicación del sensor de flujo térmico en el controlador de flujo másico de gas El controlador de flujo másico de gas está compuesto por sensores, canales divisores de flujo, válvulas reguladoras de flujo, circuitos de control de amplificación y otros componentes. El principio es que la señal de flujo medida por el puente calefactor del sensor se envía al amplificador para su amplificación. El voltaje de detección de flujo amplificado se compara con el voltaje establecido. Luego, la señal diferencial se amplifica para controlar y ajustar la válvula, logrando así un control de flujo de bucle cerrado. El flujo a través del canal. Entre ellos, el sensor es el componente principal del controlador de flujo másico de gas. Utiliza principalmente el principio de calorimetría termoeléctrica por transferencia de calor capilar para medir el flujo másico de gas y cuenta con compensación automática de temperatura y presión. Normalmente, el sensor de flujo térmico está diseñado con dos bobinas, como se muestra en la Figura 1. La temperatura de la bobina aumentará después de aplicar la corriente. Figura 1. Diagrama esquemático del sensor. Cuando pasa flujo de aire, la temperatura del aire de admisión generalmente ronda los 20 °C, mientras que la temperatura de la bobina generalmente ronda los 100 °C. El aire frío reducirá la temperatura de la bobina, y la diferencia de temperatura entre la bobina aguas arriba y el aire de admisión es grande, y el efecto de ser enfriado también es mejor. Tras ser calentado por la bobina anterior, la temperatura del gas se aproxima gradualmente a la de la bobina, y el efecto de enfriamiento de la bobina posterior por el gas es mucho menor. Por lo tanto, la temperatura promedio de la bobina posterior suele ser mayor que la de la bobina anterior. Por lo tanto, existe una diferencia de temperatura entre los gases anterior y posterior. Cuanto mayor sea el flujo de gas, mayor será el enfriamiento de la bobina anterior y mayor la diferencia de resistencia entre ambas. Si tomamos la diferencia de voltaje entre las bobinas anterior y posterior como señal de salida del sensor, el flujo de gas se puede controlar tras ser amplificado por el circuito amplificador. La figura a continuación muestra el cambio y la diferencia de temperatura entre las bobinas anterior y posterior después de que el gas pase al sensor. Figura 2: Temperatura promedio de la bobina del sensor. En la figura anterior se puede observar que cuando el caudal de gas alcanza un cierto nivel, la diferencia de temperatura entre las bobinas anterior y posterior tiende a disminuir, y la salida del sensor también disminuye, hasta estabilizarse. Es decir, se alcanza el estado de escala completa. 3. Ventajas de los sensores de flujo térmico. Actualmente, la industria de semiconductores está evolucionando tecnológicamente y sus requisitos de precisión para los controladores de flujo son cada vez mayores. Gracias a su sensibilidad al flujo de gas, los sensores de flujo térmico no solo miden y controlan microflujos de gases, sino que también miden diferentes gases o mezclas de gases, garantizando al mismo tiempo una alta precisión y estabilidad de control. Por lo tanto, los sensores de flujo térmico siempre han ocupado un lugar destacado en el campo de los controladores de flujo másico de gas ( medidores de flujo ).

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