Sensori di flusso

I sensori di flusso sono dispositivi elettromeccanici utilizzati per misurare la velocità di flusso del fluido. I fluidi possono essere aria, gas, liquido o energia. Tali sensori vengono utilizzati nelle applicazioni che richiedono l'analisi del movimento in blocco dei fluidi tra cui le seguenti: monitoraggio delle utilità (misuratori del gas e dell'acqua), sistemi HVAC, flusso del carburante e del lubrificante, sistemi di raffreddamento, monitoraggio del toner della stampante, monitoraggio del flusso chimico e controllo dell'irrigazione. L'utilizzo delle tecnologie dei sensori di flusso include: velocimetri meccanici, a pressione, ottici, forza di Coriolis, di flusso a ultrasuoni e velocimetri Doppler laser ed elettromagnetici.

I sensori di flusso meccanici utilizzano una variante di turbina che ruota nel flusso di fluido con una proporzionalità funzionale monotona implicita rispetto alla velocità del fluido. Gli esempi includono: giranti, turbine Pelton e dischi nutanti. I misuratori di flusso meccanici possono avere un condotto integrato per dirigere il flusso attraverso la turbina rotante.
I misuratori di flusso basati sulla pressione funzionano in base al principio di Bernoulli per misurare un differenziale di pressione su entrambi i lati di una barriera che interrompe parzialmente il flusso o provoca effetti Venturi. Un esempio di ciò è costituito dai contatori a palette utilizzati per il rilevamento del flusso dell'aria. Il differenziale di pressione sposta una paletta caricata a molla per rilevare la velocità del flusso dell'aria.
I misuratori ottici del flusso del gas utilizzano i raggi laser per rilevare la velocità delle particelle microscopiche che si verificano naturalmente nel gas. Forniscono un metodo estremamente sicuro di misurare il flusso di gas pericolosi. I misuratori di flusso ottici vengono utilizzati nelle applicazioni che includono: monitoraggio dei gas di torcia e di sfiato, test delle emissioni CO2 e misurazione del biogas.
I misuratori di flusso di Coriolis (chiamati anche misuratori di flusso di massa o misuratori di flusso inerziale) misurano la velocità di massa (non volumetrica). Tali misuratori utilizzano l'effetto Coriolis, un fenomeno che si verifica quando un oggetto in movimento passa attraverso un frame di riferimento rotante. Il fluido tenderà ad andare in linea retta; in questo modo verrà creata una forza centrifuga sul frame. Nel caso del flusso del fluido verrà creata una coppia che provocherà delle oscillazioni risonanti in un assemblato rotante. Tale deflessione può essere misurata e correlata al flusso di massa. Conoscendo la densità del fluido, è possibile calcolarne la velocità.
I misuratori di flusso a ultrasuoni del tempo di transito e Doppler costituiscono metodi non invasivi di misurazione del flusso in grado di funzionare attraverso un tubo o un contenitore. I misuratori del tempo di transito utilizzano impulsi a ultrasuoni per testare la direzione del flusso di fluido e rispetto a tale flusso. La differenza di tempo tra gli impulsi ricevuti viene utilizzata per determinare la velocità del fluido. I misuratori di tipo Doppler rilevano il movimento delle particelle o delle bolle attraverso l'analisi dello spostamento Doppler delle onde a ultrasuoni riflesse. Tali misuratori sono eccellenti per le misurazioni non invasive in una varietà di sistemi che includono il monitoraggio del flusso del sangue. I velocimetri Doppler laser funzionano in modo analogo, ma con un raggio laser.
I misuratori elettromagnetici (Mag) sono in grado di misurare direttamente il movimento di un fluido attraverso il flusso di un campo magnetico. Sono disponibili in tipi di contatto e senza contatto. I tipi di contatto richiedono un fluido conduttivo e un tubo isolante. I misuratori di flusso senza contatto utilizzano la forza di Lorentz causata dall'interazione di un liquido con un metallo in un campo magnetico. I sensori effetto hall possono essere utilizzati nelle palette o nelle valvole a cerniera per rilevare la posizione e calcolare il flusso del fluido.

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