Датчик для измерения воздушного потока
По принципу работы датчик ветра (или анемометр) напоминает автоматический ДМРВ в машине. Автомобильный аналог преобразует количество воздуха, поступающего в двигатель, в сигнал напряжения. На основании этого импульса ЭБУ вычисляет нагрузку на двигатель и управляет его работой. ДМРВ крепят в потеке газов между дроссельной заслонкой и воздушным фильтром.
Датчик расхода воздуха состоит из термистора, платиновой нити и ЭБУ. Термистор измеряет температуру входящих газов, а постоянный накал платиновой нити регулирует ЭБУ. Если воздуха поступает много, то нить охлаждается, поэтому ЭБУ увеличивает силу тока и за счет этого нагревает ее поверхность. В датчике ветра также использована технология «горячей нити».
Электрическая величина измеряется пропорционально скорости ветра. Прибор оптимально подходит для измерения низких и средних скоростей воздушного потока. Устройство применимо как на улице, так и в помещении.
Датчик работает от напряжения в 5-10 В. При этом чувствительность анемометра высокая, он фиксирует движения воздуха на расстоянии 45-60 см. Прибор может фиксировать проникновение жилье посторонних или считывать показатели дыхания человека.
Схема анемометра включает в себя построечный резистор (R9), с помощью которого калибруют прибор при «нулевом ветре». При настройке рекомендуется прикрывать сенсор устройства и устанавливать значение напряжения на 0,5 В (если питание осуществляется от 6 В).
Более низкие значения увеличивают чувствительность датчика. Стоит отметить, что при смене питающего напряжения потребуется повторная калибровка устройства. Специалисты не рекомендуют пускать на анемометр питание выше 10 В.
Принципиальная схема датчика ветра представлена на рисунке:
Для получения хорошего результата и возможности регулировки напряжения рекомендуется устанавливать источник питания от 5 до 10 В (+V). Словом «ground» обозначают «землю» с нулевым значением напряжения.
Петля цикла напряжения (RV) обеспечивает постоянное напряжение 1,8 В и выше в условиях помещения. На это напряжение не оказывает влияние потенциал калибровки.
Выходное напряжение (out) умножают на три на RV и подстраивают с помощью потенциала. Это напряжение подвержено изменениям температуры воздуха. Чувствительность выхода изменяет резистор на 4,3 К (R11).
Температурный выход (ТМР) делит напряжение межу терморезистором и резистором. ТМР выдает в помещении порядка 2,8 В.
Основные характеристики устройства можно представить в виде небольшого списка:
- Параметры микросхемы: «68” х 1,590” х 25”»;
- Напряжение тока: от 4 до 10 В;
- Потребляемая мощность тока: от 20 до 40 мА;
- Параметры выходного сигнала: аналог, 0 VCC.
Скачать программу для Ардуино
Датчик воздушного потока (модель АМС520)
Датчик воздушного потока (модель АМС520) предназначен для сигнализации о наличии или отсутствии напора воздушного потока. Может использоваться в качестве сигнального контакта или для индикации неисправности вентилятора или закупоривания вытяжки.
При подключении датчика к устройствам NetPing/UniPing появляется возможность в получении уведомлений о наличии воздушного потока в виде Syslog, Email, SMS и SNMP TRAP сообщений. Датчик подключается при помощи двух проводов к одной из IO линий устройства и клемме GND. В web-интерфейсе устройства отображается как состояние той IO линии, к которой он подключён.
При наличии воздушного потока, когда заслонка датчика поднимается вверх, сигнальные контакты размыкаются, IO линия устройства NetPing принимает состояние «лог. 1». При отсутствии воздушного потока, когда заслонка датчика опускается вниз в исходное состояние, сигнальные контакты замыкаются, IO линия устройства NetPing принимает состояние «лог. 0».
Информация о подключении датчика указана в документе «Руководство пользователя» на подключаемое к датчику устройство. Информация о конфигурировании датчика и функциональности указана в документе «Описание встроенного ПО» на то устройство, к которому вы подключаете датчик.
Датчик идёт в комплекте с несъёмным кабелем с наконечниками на концах. Длину кабеля можно увеличить при помощи удлинителей шлейфа датчика RC-4, которые последовательно включаются друг в друга или самостоятельно при помощи любого провода с сечением не менее 0,4 мм2. аксимально допустимая длина шлейфа 100 метров.
Меры предосторожности
1. Датчик воздушного потока (модель АМС520) запрещается применять в зоне действия магнитных полей, так как в этом случае встроенный в прибор постоянный магнит может непроизвольно отклоняться от нормального положения независимо от воздушного потока.
2. Размещать датчик следует на достаточно большом расстоянии от электромагнитных полей, например, создаваемых трансформаторами, мощными двигателями и так далее, так как в противном случае контакт может переключаться с частотой электромагнитного поля. Помехи необходимо проверить с помощью осцилографа и при необходимости изменить место монтажа.
3. Следует избегать точек монтажа, в которых образуются воздушные подушки или завихрения воздушного потока.
4. Не допускается применение в случае высокого содержания пыли в окружающей среде.
5. Коммутируемая мощность не должна превышать 10 Вт.
6. Не допускается кратковременное превышение максимального напряжения и максимального тока.
7. Для индуктивной или ёмкостной нагрузки возникающие пусковые напряжения и токи должны быть ограничены подходящей защитной схемой.
Датчики-реле потока воздуха ДРПВ || ГК «Теплоприбор»
Датчики-реле потока воздуха ДРПВ предназначены для контроля наличия потока воздуха и газов на прямых участках воздуховодов круглого и прямоугольного сечения, а также для двухпозиционного управления исполнительными механизмами при отклонении скорости потока от заданных параметров. Датчики-реле потока воздуха ДРПВ широко применяется в системах вентиляции в различных отраслях, в том числе во взрывоопасных условиях (см. ДРПВ-1В).
Датчики-реле потока воздуха ДРПВ предназначены для контроля наличия потока воздуха и газов на прямых участках воздуховодов круглого и прямоугольного сечения, а также для двухпозиционного управления исполнительными механизмами при отклонении скорости потока от заданных параметров. Датчики-реле потока воздуха ДРПВ широко применяется в системах вентиляции в различных отраслях, в том числе во взрывоопасных условиях (см. ДРПВ-1В).
Монтаж датчиков-реле потока воздуха ДРПВ
Датчик-реле предназначен для контроля наличия потока воздуха. Крепление датчика-реле к воздуховоду должно быть герметичным и надежным. Во время регламентных работ уплотняющую прокладку замените новой по мере необходимости.
Датчик-реле потока воздуха ДРПВ устанавливается на прямых участках горизонтальных, наклонных или вертикальных воздуховодов на расстоянии не менее одного диаметра воздуховода от местного сопротивления в положении с горизонтально расположенной осью заслонки.
Направление потока воздуха указано на крышке датчика-реле.
Перед установкой датчика-реле снимите кронштейн, предохраняющий заслонку 3, и освободите стержень 1 от резиновых втулок.
Датчик-реле крепится четырьмя болтами М8. Для герметизации соединения датчика-реле с воздуховодом рекомендуется постановка прокладки толщиной от 1 до 1,5 мм из металла, стойкого к воздействию окружающего и контролируемого воздуха.
Датчик-реле подключите с помощью кабеля типа КРПТ, КРПТН, КРПГ, КРПГН ГОСТ 13497-77, КРНГ ГОСТ 1508-78 сечением 3х1, 5+1х1 мм диаметром от 8,3 до 10,1 мм.
Уплотнение кабеля проведите самым тщательным образом, так как от этого зависит взрывонепроницаемость вводного устройства.
Применение уплотнительных деталей, изготовленных не по чертежам, запрещается.
Датчик-реле должен быть заземлен наружным и внутренним заземлением.
Место наружного заземления должно быть тщательно зачищено и предохранено от коррозии путем нанесения на него слоя консистентной смазки.
Запускаем датчик скорости потока газа / ЭФО corporate blog / Habr
Почти год назад была опубликована статья с обзором датчиков скорости потока газов и жидкостей производства компании IST-AG.Мы начнём с теоретической базы, а закончим видео, где с помощью велосипедного насоса и скотча демонстрируется работа прототипа измерительного устройства на базе FS7.
Итак, все датчики потока производства IST используют тепловой принцип измерений — скорость потока рассчитывается либо из количества тепла, которое отдает потоку нагретое тело, либо из разницы показаний двух датчиков температуры, расположенных вдоль потока симметрично относительно нагретого тела.
В первом случае датчик потока называется термоанемометрическим и не позволяет определять направление потока, а во втором случае датчик называется калориметрическим и позволяет определить и скорость, и направление потока.
Принцип работы термоанемометрического датчика
Сегодня мы говорим о чувствительных элементах самой простой конструкции — о термоанемометрических датчиках. Термоанемометрический чувствительный элемент состоит из датчика температуры и нагревательного элемента.
В отсутствии потока температура нагревателя остается неизменной,
а при наличии потока нагреватель начинает отдавать своё тепло окружающей среде.
Количество тепла, которое отдается потоку нагретым элементом, зависит от теплофизических характеристик среды, от параметров трубы и от скорости потока. Для приложений, где характеристики среды и размеры трубы известны, теплоотдача нагревателя может использоваться для расчета скорости потока.
И датчик температуры, и нагреватель представляют собой платиновые термосопротивления — элементы, сопротивление которых практически линейно зависит от температуры среды.
Всё что нужно знать термосопротивлениях — в статьях «Термосопротивления: теория» и «Термосопротивления: производственный процесс»
Оба термосопротивления включаются в мостовую схему, которая в отсутствии потока уравновешена. Когда скорость потока увеличивается, нагреватель охлаждается, его сопротивление изменяется и мост разбалансируется. Сигнал разбаланса поступает на усилитель, выходной сигнал усилителя сообщает нагревателю более высокую температуру и приводит мост обратно в равновесное состояние. Величина напряжения, которое требуется чтобы уравновесить мост, является функцией от скорости потока.
Структура датчика
Процесс производства датчиков скорости потока IST очень похож на производство обычных термосопротивлений (датчиков температуры). На статью, посвященную производству тонкопленочных термосопротивлений, я ссылаюсь чуть выше.
На керамическую подложку, обладающую низкой теплопроводностью, напыляются платиновые меандры — токопроводящие дорожки, из которых формируются два термосопротивления.
Первое термосопротивление — нагреватель — имеет номинальное сопротивление R0 = 45 Ом, второе — датчик температуры — имеет номинальное сопротивление R0 = 1200 Ом.
На подложку также наносятся необходимые соединения и контактные площадки для крепления выводов. Конструкция с обеих сторон покрывается пассивационным слоем из стекла, после чего к датчику крепятся выводы.
Формула расчета скорости потока
Я не вижу смысла углубляться в физику и разбирать вывод формулы для расчета скорости потока, отмечу лишь основные законы, на которых эта формула базируется.
1. Уравнение теплового баланса — зависимость количества теплоты , которую отдал среде нагреватель, от разности температур нагревателя и среды , площади поверхности нагревателя и коэффициента теплообмена нагревателя .
2. Закон Кинга, связывающий количество теплоты с мгновенной скоростью потока
, где
Формула для расчета скорости потока, в который помещен элемент FS7, является результатом преобразований и упрощений закона Кинга. Формула имеет следующий вид:
— напряжение при отсутствии потока (величина отражает — изначальную разницу между температурой нагревателя и температурой среды)
— коэффициент, который зависит от профиля потока и от положения датчика; значение принадлежит диапазону (0.9…0.93)
— коэффициент, для датчиков FS7 равный 0.51
— искомая скорость потока
В работе также используют обратную формулу .
Коэффициенты и подбираются в процессе калибровки датчика (см. ниже).
Схема включения датчика
Датчик FS7 имеет три вывода: контакт нагревателя, контакт датчика температуры, земля.
Универсальной схемы включения датчика, как и детальных рекомендаций по его монтажу, нет. Причина очевидна — отношение скорости потока к напряжению зависит не только от геометрии чувствительного элемента, но и от параметров среды (температура, состав, давление, наличие механических частиц), а также от геометрии трубы, положения датчика в трубе и от профиля потока. В каждой конкретной задаче этот набор параметров будет отличаться, поэтому подбор номиналов для схемы включения и расчет коэффициентов для расчета скорости потока подбираются для каждой задачи отдельно.
Однако всегда нужно от чего-то отталкиваться, в данном случае оттолкнуться лучше всего из схемы, приведенной в документации на FS7:
Пример зависимости выходного напряжения от скорости потока:
Для калибровки датчика используют три точки — нулевая скорость, максимальная скорость потока и точка посередине.
В отсутствии потока фиксируется значение . Пусть В.
При В и м/c формула принимает вид .
При В при м/c формула принимает вид
Получаем систему из двух уравнений с двумя неизвестными, из которой находим и .
Подставив значения , и напряжение в формулу , получим простое выражение для вычисления скорости потока.
Типы датчиков FS7 и модуль FS-flowmodul
Выпускается три стандартных исполнения датчика FS7, которые отличаются друг от друга наличием круглого пластмассового корпуса и рабочим диапазоном температур.
| FS7.0.1L.195 |
FS7.0.4W.015 | FS7.A.1L.195 | |
| Диапазон измерений | 0…100 м/c | ||
| Разрешение | 0,01 м/c | ||
| Время отклика | ~200 мс | ||
| Диапазон рабочих температур | −20… +150 °C | −20… +400 °C | −20… +150 °C |
| Размеры элемента | 6.9 x 2.4 мм | ||
| Выводы | изолированные длиной 195 мм | не изолированные длиной 15 мм | изолированные длиной 195 мм |
| Размеры корпуса | — | Ø 6 мм, длина 14 мм | |
| Розничная цена | UPD от 4 июля 2017: 16 EUR |
21,29 EUR | 25,44 EUR |
На этапе знакомства с датчиками серии FS7 можно также использовать готовый модуль FS-Flowmodul, на котором реализована схема включения.
Плата FS-Flowmodul имеет три контакта для подключения датчика FS7 с одной стороны и контакты Питание, Земля и Выходной сигнал с другой стороны. Кроме прочего, плата оснащена потенциометром для подстройки выходного напряжения (см. резистор R2 на схеме включения).
Важно отметить, что модуль не предназначен для использования в серийных устройствах. Плата может использоваться только на этапе прототипирования, когда кому-то проще собирать схему самостоятельно, а кому-то удобнее заплатить мне лишние 108 евро и получить готовую отладочную плату 🙂
Демонстрация
Естественно, для демонстрации работоспособности датчика был выбран самый простой путь. Датчик подключается к FS-Flowmodul, а выход модуля — ко входу АЦП на управляющей плате.
Отладочная плата построена на базе микроконтроллера от SiLabs и подключена к сенсорному TFT-дисплею от Riverdi.
Процессу создания программы для вывода информации на этот дисплей было посвящено целых пять статьей на хабре. Теперь к описанному ранее прототипу для измерения температуры и влажности добавился модуль для измерения скорости потока.
Кстати говоря, когда мы показываем этот прототип живьем, то для демонстрации работы датчиков на них достаточно просто подуть — от дыхания одновременно увеличиваются и влажность, и температура, и скорость потока. К сожалению, этот процесс никак не получается красиво снять на видео, поэтому работа датчика HYT-271 демонстрировалась на кружке кипятка, а для FS7 пришлось соорудить кустарный воздуховод из трубки для чистики аквариума, в которую с помощью велосипедного насоса подается воздух.
Важно: датчик должен быть установлен по центру диаметра трубы, рабочей поверхностью ровно вдоль направления потока.
Примечания
- Я допускаю некоторые упрощения при описании описании физических явлений, которые на практике работы с датчиками потока должны быть учтены. Цель сегодняшней публикации — продемонстрировать базовые принципы работы чувствительных элементов FS7. Однако если найдутся комментаторы, готовые раскрыть физику процесса поподробнее, то такие пояснения будут приняты автором с благодарностью, выраженной в скидке на покупку FS7.
- Вся информация, которую можно найти в интернете для flow sensor FS5, актуальна и для датчика FS7. В первую очередь рекомендую Application Note FS5 и статью, в которой кроме прочего есть описание профиля потока.
Заключение
В заключении традиционно благодарю читателя за внимание и напоминаю, что вопросы по применению продукции, о которой мы пишем на хабре, можно также задавать на email, указанный в моем профиле.
upd: все упомянутые датчики и модули доступны со склада. Больше информации на efo-sensor.ru
Датчики, реле потока воздуха и промышленных газов
Датчики, реле потока воздуха и промышленных газов
Каталог датчиков реле потока воздуха для вентиляции и применения на производстве, предназначенные для интеграции в системы автоматики. Представлены датчики потока промышленных газов от ведущих производителей IFM Electronic, EGE-Elektronik, Turck для монтажа на различные диаметры трубопровода.
дополнительная информация
| Для контроля скорости потока воздуха в системах вентиляции и подачи промышленных газов в трубопроводах на производстве применяются датчики и реле, функционирующие на механическом или электронном калориметрическом принципе измерения. Довольно популярные приборы — механические, с подпружиненной лопаткой, которые, хоть и имеют относительно невысокую стоимость, но являются громоздкими и не очень надежными. Чтобы повысить надежность системы и снизить затраты на обслуживание, мы рекомендуем применять современные электронные, работающие на калориметрическом (тепловом) принципе измерения. Данный тип промышленных датчиков реле потока воздуха не требует обслуживания, имеет очень большой ресурс и позволяет надежно детектировать поток газа, отличаясь компактными размерами и отсутствием движущихся частей в своей конструкции. |
| Наиболее популярные датчики потока воздуха для вентиляции и промышленных трубопроводов в нашем каталоге представлены производителями из Германии, такими компаниями как: IFM Electronic, EGE-Elektronik и Turck. Выбор этих производителей обусловлен тем, что они являются пионерами в разработке и производстве электронных датчиков потока. Достаточно посмотреть на представленный ассортимент датчиков от IFM, EGE и Turck, чтобы убедиться в правильности выбора. В нашем каталоге датчиков реле потока воздуха возможно подобрать модели с релейным или транзисторным выходом для контроля точки переключения, а также для датчики скорости потока воздуха с аналоговым выходным сигналом 4-20 мА. Использование аналогового выхода позволяет оценивать скорость потока и расход в реальном времени. Для заказа доступны исполнения сенсоров с зондами из пластмассы, для монтажа в системы с небольшим давлением, или из металла, с резьбовым монтажом в трубопроводы с давлением в несколько десятков бар. Простота монтажа и широкий набор сигналов на выходе, позволяет интегрировать реле потока воздуха из нашего каталога в любую систему автоматизации на современном промышленном производстве. |
Датчик воздушного потока (АМС520) | Для мониторинга системы охлаждения
Датчик воздушного потока (модель АМС520) предназначен для сигнализации о наличии или отсутствии напора воздушного потока. Может использоваться в качестве сигнального контакта или для индикации неисправности вентилятора или закупоривания вытяжки.
При подключении датчика к устройствам NetPing появляется возможность в получении уведомлений о наличии воздушного потока в виде Syslog, Email, SMS и SNMP TRAP сообщений. Датчик подключается при помощи двух проводов к одной из IO линий устройства и клемме GND. В web-интерфейсе устройства отображается как состояние той IO линии, к которой он подключён.
При наличии воздушного потока, когда заслонка датчика поднимается вверх, сигнальные контакты размыкаются, IO линия устройства NetPing принимает состояние «лог. 1». При отсутствии воздушного потока, когда заслонка датчика опускается вниз в исходное состояние, сигнальные контакты замыкаются, IO линия устройства NetPing принимает состояние «лог. 0».
Информация о подключении датчика указана в документе “Руководство пользователя” на подключаемое к датчику устройство. Информация о конфигурировании датчика и функциональности указана в документе “Описание встроенного ПО” на то устройство, к которому вы подключаете датчик.
Датчик идёт в комплекте с несъёмным кабелем с наконечниками на концах. Длину кабеля можно увеличить при помощи удлинителей шлейфа датчика RC-4, которые последовательно включаются друг в друга или самостоятельно при помощи любого провода с сечением не менее 0,4 мм2. аксимально допустимая длина шлейфа 100 метров.
Меры предосторожности
1. Датчик воздушного потока (модель АМС520) запрещается применять в зоне действия магнитных полей, так как в этом случае встроенный в прибор постоянный магнит может непроизвольно отклоняться от нормального положения независимо от воздушного потока.
2. Размещать датчик следует на достаточно большом расстоянии от электромагнитных полей, например, создаваемых трансформаторами, мощными двигателями и так далее, так как в противном случае контакт может переключаться с частотой электромагнитного поля. Помехи необходимо проверить с помощью осцилографа и при необходимости изменить место монтажа.
3. Следует избегать точек монтажа, в которых образуются воздушные подушки или завихрения воздушного потока.
4. Не допускается применение в случае высокого содержания пыли в окружающей среде.
5. Коммутируемая мощность не должна превышать 10 Вт.
6. Не допускается кратковременное превышение максимального напряжения и максимального тока.
7. Для индуктивной или ёмкостной нагрузки возникающие пусковые напряжения и токи должны быть ограничены подходящей защитной схемой.
Датчик скорости воздушного потока AVT
Вы здесь
- Ланта Климат /
- Датчики HK Instruments /
Канальный датчик скорости воздушного потока AVT
Датчик AVT измеряет скорость и температуру воздушного потока, имеют выбираемый при установке диапазон и опциональные выходы.
Чувствительный элемент датчика рассчитан на установку в канале. Устройства серии AVT оснащены монтируемым в воздуховод датчиком, а также установочным кольцом, который позволяет использовать модель в воздуховодах как круглого, так и прямоугольного сечения.
Устройства серии AVT широко используются в системах ОВКВ для:
- мониторинга объема и скорости воздушного потока в воздуховоде.
- мониторинга температуры в воздуховоде.
- устройства с переменным расходом воздуха.
Датчики скорости воздушного потока серии AVT включают:
3 диапазона измерений скорости воздуха, выбираемых с помощью перемычки.
Отдельные показания и выходы для скорости воздушного потока и температуры.
Опционально: аналоговый выход 0–10 В ( 4–20 мА).
Опционально: Дисплей с подсветкой; Настраиваемое реле.
КАК ВЫБРАТЬ МОДЕЛЬ:
| Серия | |||
| AVT | Датчик скорости воздуха, диапазоны измерений 0…2 / 0…10 / 0…20 м/с | ||
| Дисплей | |||
| -D | С дисплеем | ||
| Без дисплея | |||
| Реле | |||
| -R | С реле | ||
| Без реле | |||
| AVT | -D | -R | |
| МОДЕЛЬ (Артикул) | Диапазон измерения: скорости движения воздуха (м/с) теипературы (°C) (поле выбирается перемычкой) | Цена, ЕВРО |
| AVT (117.004.001) |
0…2 (м/с) 0…10 (м/с) 0…20 (м/с) 0…50 (°C)
| 109,3 € |
AVT-D (117.004.002) | 129 € | |
AVT-D-R (117.004.003) | 140,3 € |
Отправить заявку на продукцию «HK Instruments» можно по электронной почте: [email protected]