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SMC气动知识小讲堂13-流量开关
点击次数:437 发布时间:2019-09-26
书接上文,天筹告诉小编,上期留言充分说明了大家都有扎实的基本功,很欣慰。
不过,他还想问问大家:盛夏,你正惬意地坐在凉风习习的控制室中,突然,你收到系统邮件,通知你热轧车间某个管路异常,需要对流量开关进行调试。此时,你该怎么做才不会这样?
天筹只要一招就能解决,包教包会,不额外收费哦。向你推荐具有IO-Link通讯功能的流量开关。在现场初次设定的参数设定都会上传存储在IO-Link Master中。后续如需调试,可通过现场总线来实现IO-Link的远程设定。不再需要奔赴设备现场操作,smc气缸官网绝对为你开启轻松工作新姿势。
心动了没有,这些具备IO-Link功能的产品,SMC有压力开关、流量开关、位置开关…等等,你流量开关还不清楚?
这有何难,有我天筹啊!
流量开关篇什么是流量开关
流量开关,顾名思义用来检测空气、水等流体的。基本原理类似压力开关:某个被监测的数据达到预设值就发生通或者断的变化。而此次,这个值从压力变成了流量。
流量开关如何工作
这是较为常见的气体用流量开关原理,传感器开关内部设有热敏电阻和温度传感器。
SMC产品中,较为典型为PF2A系列流量开关。
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原理说明
流体进入管路后,降低了管路内的温度,(流速检知元件)热敏电阻感知后电阻值也随之增大了。其增大率与流体的流速有呈一定比例。
通过测定电阻值便可检测出流体的流速,而后经过计算,就可得出流量。
PS :此流量开关的指示流量以转换成基准状态下(0℃和101.3kPa)的体积流量(L/min)
此外,由于流体带走了热敏电阻的热量,所以为了补偿流体温度及环境温度,传感器内还设有温度传感器,在使用温度范围内,可以稳定地测量。
小编贴士
对于SMC的传感器来说,+A为“空气用 ”,比如PF2A。而PF2W该对应什么?+W就是“水用 ”。
此类原理的流量开关主要应对微小流量的气体。最大的不同点是使用了MEMS(微机电系统)芯片,还是SMC自行研发的哦。
SMC产品中,较为典型为PFM系列流量开关。
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原理说明
该芯片由:膜加热器(Rh),上流/下流侧传感器(Ru/Rd),作为气体测温用的环境温度传感器(Ra)共同构成。
在芯片中央热源上有一个悬浮的热气团,两边的温度分布均匀,也有相同的电阻值。当有气体流入,气团的温度分布平衡被破坏,两边的电阻值有了差异。该差与流动气体流速成比例,通过测定其电阻值,进行演算处理,可以得出气体的流动方向和流速。
类似于热电阻传感器原理,Ra作为气体的温度或环境温度的补偿使用。
该原理的流量开关,抗异物能力强,设定流量范围小,用于一般工业机械的冷却水装置。
SMC产品中,较为典型为IFW5系列流量开关。
原理说明
水在流动时,阀体节流孔前后产生压差,使得流量压力开关的上下膜片感知,引起阀杆的上下移动,从而起到调节作用。
该原理来自于卡门涡街现象,它在1912年,由美国物理学家卡门最先研究。
SMC产品中,较为典型为PF3W系列流量开关。
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原理说明
在流场中放一个细长体,在一定雷诺数Re范围内,在细长体的下游会产生一堆交替出现的漩涡。此漩涡的频率与流体速度成比例,通过测量漩涡的频率可以测量出流体的流量。
PS:流体雷诺数是流体力学中的概念, 指流体在运动过程中其惯性力与粘滞力的比值。
设计灵感来自于法拉第电磁感应定律,用于减少流路压损而设计的水用流量开关。
SMC产品中,较为典型为LFE系列流量开关。
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原理说明
根据电磁感应定律:磁场中导电体横向切割磁力线,则产生与其速度相关的感应电动势。
由于,感应电动势(E)与流速(V)和磁感应强度(B)的乘积成正比。通过感应电动势(E)的换算,可获得体积流量。
流量开关的选择
到了说干货的时候~\(≧▽≦)/~,在何种场景下,该选哪类产品最合适。以SMC产品为例,通常我们从如下几个方面考虑:
1适用流体
首先,肯定要分清楚,我们对哪类流体做监测。流量开关可以根据对应的流体,分为如下三种,具体对应哪些气体和液体,详加下图。
2适用流量范围
说完定性,再说定量。也就是流量的适用范围。
样本都会标明产品的流量范围。在这里必须说明,这里所指的流量,是瞬时流量——指流体在单位时间内通过管道横截面积的流体数量。
SMC的产品,流量从小到大,可广泛应用多种领域。
根据不同的使用场合,选择合适的产品:
大流量适用于空气等流体的总管路流量监控、管理上。小流量则使用在对于单个支路流体的精确控制。
此外,当我们需要把对流量进行总体把控,除了需要知道(瞬时)流量,我们也需要了解累计流量——现场液体、气体等通过某一管道的瞬时流量在一定时间内的累积值。
3流体重复精度
以PF3A7□H系列为例,重复精度对应的数值显示为:“±1%F.S.”
所谓F.S. 是指满量程, 也即为“full span”的简写。对于PF2A系列而言,就是精度是满量程的±1%。
小编贴士
同一产品根据使用的流体不同、输出方式不同、安装方式不同,也会有不同的精度。大家在选择的时候,要注意仔细查看样本,了解具体参数再做选择。
4其他参考值
此外,还要考量输出方式(开关量or模拟输出量),以及安装方式(分体式还是一体式)来综合选择需要的传感器型号。这些原则和压力传感器基本都是一致的。
贴心的我留下往期链接:《气动小讲堂12-压力传感器》,有需要的小伙伴,可以点开了解。
流量传感器的应用场合
流量传感器的使用初衷,与压力传感器略有差异,除了对于流路流体的精准测量外,还有对整体流路的监控,通过可视化技术,对用气设备系统的能耗全过程分析,通过各类优化及规范手段,提高能源利用效率,降低能耗,实现节能的效果。
1气路监控
利用流量开关PF3A7□H系列,通过对主管路及各个装置的支管路进行流量管理,掌握每台装置流过的流量状况。便可分析如何减少流量,采取必要的改善对策,达到节气的目的。
2水路监控
常使用在焊枪,焊接机器人、以及温控器的冷却水控制。
以焊机为例,用流量开关LFE系列测定冷却水(即水溶性冷却液)的流量。不焊接时切断该阀停止冷却水供应,则可大大节省冷却水。
3微小工件的吸着确认
使用对像是半导体行业的晶片,只有1mm-5mm的微小工件,由于吸着前后的正空压力差很小,用真空压力传感器,这样的压力差很难判定是否吸着工件。
而用PFMV系列流量开关,由于流量差异大,易判断工件是否被吸着。
到此,我们对于流量传感器相关的知识就介绍完了。
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