مقياس التدفق ذو التروس البيضاوية الصغيرة: مبدأ العمل، المزايا، العيوب، الخصائص، التطبيقات، والملخص
1. مبدأ العمل
عدادات التدفق الدقيقة تعمل هذه الأجهزة وفق مبادئ فيزيائية متنوعة، وتنقسم بشكل رئيسي إلى أجهزة استشعار نشطة وسلبية.
تزود عدادات التدفق النشطة السائل بالطاقة لقياس اضطرابه:
مقاييس التدفق الحراري - النوع الأكثر شيوعاً. تقوم هذه المقاييس بتسخين السائل وقياس انتقال الحرارة لتحديد معدل التدفق.
مقاييس التدفق كوريوليس - يقوم أنبوب متذبذب بتوليد قوة كوريوليس تتناسب مع تدفق الكتلة، مما يقيس كلاً من معدل التدفق والكثافة.
لا تضيف مقاييس التدفق السلبية طاقة إلى السائل. ويتم استنتاج التدفق من انخفاض الضغط أو قوة السحب أو تشوه عنصر الاستشعار.
وتشمل التقنيات الناشئة أجهزة الاستشعار بالألياف الضوئية وأجهزة الاستشعار الدوارة المصنوعة من الهيدروجيل المغناطيسي.
2. المزايا
حساسية عالية - تقيس التدفقات الأقل من 1 مل/دقيقة، وصولاً إلى نطاقات النانولتر في الدقيقة.
حجم صغير - مثالي للدمج في الأنظمة الصغيرة.
دقة عالية - تحقق بعض التصاميم انحرافًا أقل من ±0.9%.
لا حاجة للمعايرة - توفر أنواع معينة (مثل كوريوليس) تشغيلًا بدون معايرة.
نطاق قياس واسع - تغطي بعض أجهزة الاستشعار أكثر من 3 مراتب من حيث الحجم.
3. العيوب
التكلفة العالية - تعد أجهزة قياس كوريوليس الدقيقة أغلى بكثير من أجهزة الاستشعار الحرارية.
خطر الانسداد - القنوات الداخلية الصغيرة جداً معرضة للانسداد بالجسيمات.
الحساسية لدرجة الحرارة - قد تقوم أجهزة الاستشعار الحرارية بتسخين السائل، مما يؤثر على السوائل الحساسة للحرارة.
خيارات محدودة - لا تزال الخيارات الصناعية للتدفقات التي تقل عن 1 مل/دقيقة محدودة.
4. الميزات الرئيسية
مبادئ القياس النشطة والسلبية (الحرارية، كوريوليس، القائمة على الضغط، البصرية).
قدرة تدفق منخفضة للغاية - من نانولتر/دقيقة إلى 30 مل/دقيقة.
عامل شكل صغير - عناصر استشعار صغيرة تصل إلى 126 ميكرومتر.
التوافق مع وسائط متعددة - الماء، والزيوت، والوقود، والمذيبات، والمنتجات الغذائية.
قدرة عالية على تحمل الضغط - بعض الأنواع تتحمل ضغطًا يصل إلى 5000 رطل لكل بوصة مربعة.
5. التطبيقات
| صناعة | التطبيقات |
|---|---|
| الطب والصيدلة | مضخات توصيل الأدوية، جرعات الأنسولين، التشخيص السريري |
| أشباه الموصلات | طلاء مقاوم للضوء، حقن الإلكتروليت |
| المواد الكيميائية والمختبرية | خلط الكواشف، الأجهزة الميكروفلويدية |
| الأطعمة والمشروبات | آلات صنع القهوة، موزعات المشروبات |
| التصنيع الصناعي | الجرعات، والطلاء، والرش، واختبار التسرب |
6. ملخص
يُعدّ مقياس التدفق الدقيق جهازًا بالغ الدقة ضروريًا لقياس التدفقات المنخفضة للغاية. وتتمثل أبرز مزاياه في حساسيته العالية، وحجمه الصغير، ودقته. أما عيوبه الرئيسية فتتمثل في ارتفاع تكلفته واحتمالية انسداده. ويلعب دورًا بالغ الأهمية في تطبيقات أشباه الموصلات، والمجالات الطبية، وتقنية الموائع الدقيقة.
