Sıvı Akış Sensörleri Nedir?

Kimi zaman kütle akış ölçerler olarak da adlandırılan sıvı akış sensörleri, bir boru veya başka bir iletim ortamında önceden belirlenmiş bir noktadan geçen bir sıvının akış hızını ölçmek için tasarlanmış cihazlardır. Akış sensörleri, uygulamaya bağlı olarak birçok farklı özelliğe sahiptir. Bazıları dakikada 40 mikro litre veya yaklaşık bir yağmur damlası su büyüklüğünde son derece küçük akış hızlarını ölçebilir.

Akış ölçerler içinde sıvı akış sensörlerinin nasıl çalıştığını gösteren düzinelerce farklı yöntem vardır. Diferansiyel basınç debimetreler bir boruya bir tıkanıklık koyar ve çevresinde akışkan olarak oluşturduğu basınçtaki düşüş, akış hızını hesaplamak için akışkan dinamiğinde enerjinin korunumu için Bernoulli denklemine uygulanır. Bir ağızlık plakası su akış sensörü ayrıca boruda bir engelleme plakası kullanır ve akışkanın akış hızının yukarı akış basıncını akışkanın plaka tarafından daraldığı akış aşağı basınç ile karşılaştırır. Orifis plakası sıvı akış sensörleri diferansiyel basınç ölçerlerden daha ucuzdur ve çok çeşitli akışkan akış tiplerini ölçmek için kullanılabilir.

Venturi tüpü sıvı akış sensörleri, basınç düşüşlerinin düşük olduğu ve orifis plakası sensörlerinin ölçülmesi daha zor olduğu yerlerde kullanılır. Borunun çapındaki gerçek bir azalma ile çalışırlar ve buna bağlı olarak diferansiyel akışı hesaplarlar. Akış nozülleri, bir borudaki gaz veya diğer hava akışını ölçmek için daha yaygın olarak kullanılan Venturi tüp sensörleriyle ilgili başka bir tasarımdır.

Rotametreler ve hız debimetreler, sıvının geçişini doğrudan veya bir şekilde ölçerek çalışır. Bir rotametre ile, borunun içindeki bir şamandıra yerçekiminin aşağıya doğru çekilmesine karşı yukarı doğru basınç ve yüzdürme kabiliyetine bağlı olarak yükselir ve şamandıranın yüksekliği akış hızını hesaplamak için kullanılır. Bir hız akış ölçer, borudaki birkaç noktadaki akışkan akış hızını ölçer ve genel bir ortalaması hesaplar.

Birkaç başka yaygın sıvı akış sensörü türü vardır. Kalorimetrik debimetreler, sıvı ile temas halinde olan ancak birbirlerinden izole edilmiş iki yakın aralıklı sıcaklık sensörü kullanır. Bir sensör ısıtılır ve sıvının ne kadar hızlı aktığını belirlemek için diğer sensördeki sıcaklık düşüşü kullanılabilir.

Türbin akış ölçerler ve girdap akış ölçerler gibi mekanik sıvı akış sensörleri de yaygındır. Türbinler, ünitedeki döner kanatlara dayanarak akışı ölçer ve vorteks modelleri akımda normal sıvı akış hızına kıyasla düşük basınçlı eddies oluşturur. Pozitif deplasmanlı akış ölçerler ayrıca türbinler gibi döner kanatlar da kullanır, ancak hassas yerleştirilmiş rotorlar bunun yerine birden fazla noktaya yerleştirilir ve belirli zaman aralıklarında aralarında geçen sıvı hacmi kanatların dönüşleri sayılarak kaydedilir.

Ayrıca, doğrudan sıvı ölçümü gerektirmeyen sofistike sıvı akış sensörleri de mevcuttur. Bunlardan birkaçı elektromanyetik indüksiyon etkisini ölçen elektromanyetik debimetreler içerir. Su gibi bir sıvı iletken borunun içinden geçerken, dış tarafındaki manyetik bobinler, sıvının akış hızıyla doğrudan orantılı olan bir voltaj üretir. Ultrasonik ve doppler debimetreler, akışkan akışının hem hızından hem de yönünden etkilenen ses frekanslarındaki değişiklikleri ölçerek akış hızını dolaylı olarak da hesaplar.