سنسور جریان گاز (Gas Flow Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور جریان گاز (Gas Flow Sensor) :
سنسور جریان گاز دسته ای از فلومترها هستند که به طور خاص برای اندازه گیری جریان گازها طراحی شده اند. اندازه گیری جریان گاز با چالش های خاص خود همراه است، از جمله تراکم پذیری گاز، وابستگی شدید چگالی به دما و فشار، و گاهی نیاز به اندازه گیری جرمی. انواع مختلفی از سنسورها برای گازها استفاده می شود که بسیاری از آنها قبلا توضیح داده شده اند، اما با ملاحظات خاص برای گازها.
انواع رایج سنسورهای جریان گاز:
جرم سنج حرارتی (Thermal Mass Flow Meter): بسیار محبوب برای گازهای تمیز. دبی جرمی را مستقیما اندازه می گیرد و به جبران دما و فشار نیازی ندارد. برای گازهای خاص (مانند هوا، نیتروژن، اکسیژن، آرگون) کالیبره می شوند.
فلومتر کوریولیس (Coriolis Flow Meter): دقت بسیار بالا برای گازها، حتی در دبی های پایین. گران ترین گزینه.
فلومتر اولتراسونیک (Ultrasonic Flow Meter): روش زمان عبور برای گازهای تمیز کاربرد دارد، اما به دلیل سرعت پایین صوت در گاز و چالش های مربوط به تضعیف سیگنال، نیاز به طراحی خاص دارد.
فلومتر ورتکس (Vortex Flow Meter): برای گازها و بخار با سرعت بالا مناسب است. فرکانس گردابه ها مستقل از چگالی گاز است، اما برای محاسبه دبی حجمی یا جرمی به دما و فشار نیاز دارد.
فلومتر دیافراگمی (DP Flow): با استفاده از روزنه، ونتوری یا نازل و با اندازه گیری فشار تفاضلی و جبران دما و فشار، دبی جرمی گاز محاسبه می شود.
فلومتر توربینی (Turbine Flow Meter): برای گازهای تمیز و با روانکاری مناسب (مانند گاز طبیعی) استفاده می شود، اما نیاز به روغن کاری (بلبرینگ) دارد.
برای گازها، اغلب نیاز به جبران دما و فشار (PTZ Correction) وجود دارد تا دبی جرمی از روی دبی حجمی اندازه گیری شده محاسبه شود. معادله حالت گاز ایده آل
\[ PV = nRT \]یا معادلات پیشرفته تر (مانند AGA) برای این منظور استفاده می شود.
\[ Q_m = \rho Q_v = \frac{P \cdot M}{R \cdot T} Q_v \]که
\[ Q_m \]دبی جرمی،
\[ Q_v \]دبی حجمی،
\[ P \]فشار مطلق،
\[ M \]جرم مولکولی،
\[ R \]ثابت گازها و
\[ T \]دمای مطلق است.
کاربردها: اندازه گیری گاز طبیعی در خطوط انتقال، گازهای فرآیندی در پتروشیمی، هوای فشرده در صنایع، گازهای پزشکی (اکسیژن، هوا)، و گازهای خروجی از موتورها و دودکش ها.
