Amb l'aplicació de la tecnologia IoT en camps industrials, Internet industrial s'ha convertit en la direcció i tendència de desenvolupament. Els paràmetres de flux de gas són dades essencials per a la producció industrial, la mesura de l'experimentació científica i diversos càlculs econòmics, que formen un component crucial de la mesura d'energia. La seva aplicació en l'automatització industrial és cada cop més estesa. En l'era actual, el paper dels sensors de flux de gas a l'economia nacional és cada cop més destacat: estan presents en sectors com el gas natural, la metal·lúrgia, la mineria, el petroli, l'aviació, els envasos industrials i les sales netes industrials. A continuació, explorem les aplicacions rellevants dels sensors de flux en entorns industrials.
Els instruments que mesuren el flux de fluids s'anomenen col·lectivament mesuradors de cabal o cabalímetres, i es troben entre els dispositius més crítics en el mesurament industrial. La mesura del flux de fluids ocupa una posició vital en la producció automatitzada industrial i el control de processos. Els fluids es classifiquen àmpliament en mitjans líquids i gasosos, amb sensors de flux que serveixen com a components clau per mesurar tots dos.
Mitjançant la mesura del flux de gas, es pot controlar els processos de flux, automatitzar els controls de producció i implementar la gestió energètica. A les instal·lacions avançades de fabricació de precisió-com les que produeixen hòsties o instruments de precisió-, la producció s'ha de fer a les sales netes. L'aire d'aquestes sales netes ha d'assolir nivells de neteja de classe 1.000 o fins i tot de classe 100 per complir els requisits de producció. Aquestes sales netes tancades requereixen la substitució diària per aire net. Això requereix sensors de flux per a la supervisió i el control automatitzats, garantint que les necessitats de producció es compleixin alhora que s'evita un consum excessiu d'energia innecessari, millorant així de manera efectiva la relació d'entrada-sortida. El sensor de flux de massa de gas Siargo FS4001 utilitza el sensor de flux i la tecnologia d'embalatge MEMS patentats de Siargo. El seu rang de mesura abasta de 0 a 30 sccm fins a 0 a 1000 sccm. El cabal de cada model s'aconsegueix mitjançant embalatges especialment dissenyats i electrònica intel·ligent per oferir una sensibilitat òptima.
La carcassa està construïda amb un material de policarbonat químicament inert i tèrmicament estable. Disposa d'una classificació d'alta pressió de 5 BAR (73 PSI), beneficiant-se de l'arquitectura única de xips MEMS de Siargo, tecnologia d'embalatge especialitzada i carcassa robusta del sensor. Les aplicacions abasten una àmplia gamma que inclou instrumentació (p. ex., cromatografia de gasos-espectrometria de masses), detecció de fuites, control de processos, mesura de flux de gas i aplicacions mèdiques. El FS4001 requereix una font d'alimentació de 8 a 24 VDC per proporcionar una interfície d'usuari analògica i/o digital. La sortida analògica és lineal de 0,5 a 4,5 VCC, que correspon a un flux de 0 a-escala completa. La sortida digital es transmet mitjançant RS232. El protocol de comunicació RS232 es pot trobar en aquest manual.
En segon lloc, segons les aplicacions industrials, els sensors es poden classificar en tipus de flux i micro{0}}flux. Per exemple, el control del micro-flux és essencial per aconseguir un seguiment òptim en escenaris com l'addició d'oxigen per a reaccions catalitzadores o l'ompliment de nitrogen en envasos de patates fregides. El micro-sensor de flux F1031 que ofereix Gcain.com utilitza principis termodinàmics per detectar el flux de gas dins d'un canal de flux, oferint una precisió i repetibilitat excel·lents. El sensor de micro-flux F1031 incorpora un sensor de temperatura intern, amb cada unitat sotmesa a un calibratge propi de compensació de temperatura. També inclou una sortida de tensió analògica lineal per a un ús còmode.
El xip consta de dues piles de termoparells i una resistència de calefacció: les piles de termoparells es col·loquen simètricament aigües amunt i aigües avall de la resistència de calefacció; la resistència de calefacció i les unions calentes de les piles de termoparells estan muntades sobre una base aïllada tèrmicament. La resistència de calefacció escalfa les unions del termoparell. El gradient de temperatura entre les unions calenta i freda genera una tensió de sortida-l'efecte Seebeck intrínsec. Quan el fluid està estacionari, les isotermes tracen simètricament una línia recta perpendicular al centre de la resistència d'escalfament, mantenint temperatures iguals en punts simètrics a banda i banda. Quan el fluid flueix d'esquerra a dreta, les isotermes s'inclinen cap a la dreta. Les temperatures en posicions simètriques a banda i banda de l'element de calefacció ja no són iguals. Aquesta diferència de temperatura es pot mesurar mitjançant piles de termoparells col·locades a banda i banda de l'element de calefacció. Com que la transferència de calor al fluid depèn únicament de la massa del fluid i de la seva capacitat calorífica, el sensor pot mesurar directament el cabal de massa del fluid.
A més, les aplicacions industrials que requereixen nitrogen, amoníac o gasos inerts per a la producció depenen de sensors de flux de gas per mesurar i controlar. Els sensors de flux massiu de la sèrie FS4000 que ofereix GCA utilitzen la tecnologia de sensor de flux MEMS i la tecnologia de control electrònic intel·ligent, desenvolupada específicament per al control general del flux de gas. Aquest sensor mesura directament el flux de massa de gas amb baixa pèrdua de pressió. És adequat per controlar el flux d'aire purificat o nitrogen i també es pot utilitzar en mostrejos ambientals (com ara instruments de cromatografia). El sensor de cabal massiu FS4003 té un diàmetre interior de canonada de 3 mm i ofereix un rang de mesura-eficaç de fins a 5SLPM. És adequat per a comptadors de partícules i diversos instruments analítics. El sensor de flux massiu FS4008 té un diàmetre interior de canonada de 8 mm i un rang de mesura de fins a 50 SLPM. Es pot utilitzar en equips d'anestèsia i aplicacions de detecció de gasos nets, com ara mostrejos d'aire i analitzadors de gasos.