थर्मल मास फ्लो मीटर

गर्म ट्यूब डिजाइन
हीटर और सेंसर तत्वों को जंग और प्रक्रिया के किसी भी कोटिंग प्रभाव से बचाने के लिए हीटेड ट्यूब फ्लो मीटर विकसित किए गए थे। सेंसरों को पाइपिंग पर बाहरी रूप से लगाने से, संवेदन तत्व अधिक धीमी गति से प्रतिक्रिया करते हैं, और द्रव्यमान प्रवाह और तापमान अंतर के बीच संबंध अरेखीय हो जाते हैं। यह गैर-रैखिकता इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि शुरू की गई गर्मी पाइप की सतह के कुछ हिस्से पर वितरित होती है और पाइप की लंबाई के साथ अलग-अलग दरों पर प्रक्रिया द्रव में स्थानांतरित होती है।

पाइप की दीवार का तापमान हीटर के पास सबसे अधिक होता है, जबकि, कुछ दूरी पर, दीवार और द्रव के तापमान के बीच कोई अंतर नहीं होता है। इसलिए, हीटर से दूर इस स्थान पर दीवार के तापमान को मापकर बिना गरम किए गए तरल पदार्थ (टीएफ) का तापमान पता लगाया जा सकता है। यह ऊष्मा स्थानांतरण प्रक्रिया गैर-रैखिक है, और संबंधित समीकरण ऊपर दिए गए समीकरण से इस प्रकार भिन्न है: m0.8=Kq/(Cp(Tw - Tf))।

इस फ्लो मीटर में दो ऑपरेटिंग मोड हैं: एक विद्युत ऊर्जा इनपुट को स्थिर रखकर और तापमान वृद्धि का पता लगाकर द्रव्यमान प्रवाह को मापता है। अन्य मोड तापमान अंतर को स्थिर रखता है और इसे बनाए रखने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा को मापता है। ऑपरेशन का यह दूसरा तरीका बहुत अधिक मीटर रेंजबिलिटी प्रदान करता है।

बाईपास-प्रकार का डिज़ाइन
थर्मल मास फ्लो मीटर का बाईपास संस्करण बड़ी प्रवाह दरों को मापने के लिए विकसित किया गया था। इसमें एक पतली दीवार वाली केशिका ट्यूब (लगभग {{1%).125 व्यास) और दो बाहरी घाव स्व-हीटिंग प्रतिरोध तापमान डिटेक्टर (आरटीडी) होते हैं जो ट्यूब को गर्म करते हैं और परिणामी तापमान वृद्धि को मापते हैं। सेंसर को मुख्य पाइप में एक प्रतिबंध के चारों ओर बाईपास में रखा गया है और इसका आकार इसके पूर्ण ऑपरेटिंग रेंज पर लैमिनर प्रवाह क्षेत्र में संचालित करने के लिए है।

जब कोई प्रवाह नहीं होता है, तो हीटर बाईपास-ट्यूब तापमान को परिवेश के तापमान से लगभग 160 डिग्री फ़ारेनहाइट तक बढ़ा देते हैं। इस स्थिति के तहत, ट्यूब की लंबाई के साथ एक सममित तापमान वितरण मौजूद होता है। जब प्रवाह हो रहा होता है, तो गैस के अणु ऊष्मा को नीचे की ओर ले जाते हैं, और तापमान प्रोफ़ाइल प्रवाह की दिशा में स्थानांतरित हो जाती है। सेंसर टर्मिनलों से जुड़ा व्हीटस्टोन ब्रिज विद्युत सिग्नल को तापमान में परिवर्तन के अनुपात में द्रव्यमान प्रवाह दर में परिवर्तित करता है।

बाईपास ट्यूब का छोटा आकार विद्युत ऊर्जा की खपत को कम करना और माप की प्रतिक्रिया की गति को बढ़ाना संभव बनाता है। दूसरी ओर, छोटे आकार के कारण, प्लगिंग को रोकने के लिए फ़िल्टर आवश्यक हैं। एक गंभीर सीमा लैमिनर प्रवाह विकसित करने के लिए आवश्यक उच्च दबाव ड्रॉप (45 पीएसआई तक) है। यह आम तौर पर केवल उच्च दबाव वाले गैस अनुप्रयोगों के लिए स्वीकार्य है जहां दबाव को किसी भी स्थिति में कम करने की आवश्यकता होती है।

यह कम सटीकता (2% पूर्ण पैमाने), कम रखरखाव और कम लागत वाला प्रवाह मीटर है। इकाइयों के भीतर इलेक्ट्रॉनिक पैकेज डेटा अधिग्रहण, चार्ट रिकॉर्डिंग और कंप्यूटर इंटरफेसिंग की अनुमति देते हैं। ये उपकरण अर्धचालक प्रसंस्करण उद्योग में लोकप्रिय हैं। आधुनिक इकाइयां नियंत्रक और स्वचालित नियंत्रण वाल्व सहित पूर्ण नियंत्रण लूप के रूप में भी उपलब्ध हैं।

वायु वेग जांच
प्रोब-शैली द्रव्यमान प्रवाह सेंसर का उपयोग वायु प्रवाह को मापने के लिए किया जाता है और ये मध्यम मात्रा में धूल की उपस्थिति के प्रति असंवेदनशील होते हैं। वे सेंसर ट्यूब पर लगे दो आरटीडी के बीच तापमान अंतर बनाए रखते हैं। ऊपरी सेंसर गैस के परिवेश के तापमान को मापता है और लगातार दूसरे आरटीडी (जांच की नोक के पास) को परिवेश से 60 डिग्री फ़ारेनहाइट पर बनाए रखता है। गैस का वेग जितना अधिक होगा, तापमान अंतर को बनाए रखने के लिए उतनी ही अधिक धारा की आवश्यकता होगी।

वेग जांच का एक अन्य संस्करण वेंचुरी-प्रकार थर्मल मास फ्लो मीटर है, जो वेंचुरी प्रवाह तत्व के न्यूनतम व्यास पर एक गर्म द्रव्यमान प्रवाह सेंसर और नीचे की ओर एक तापमान मुआवजा जांच रखता है। तापमान को एक समान बनाने के लिए एक इनलेट स्क्रीन प्रवाह को मिश्रित करती है। इस डिज़ाइन का उपयोग गैस और तरल माप (घोल सहित) दोनों के लिए किया जाता है, जिसमें प्रवाह सीमा वेंचुरी के आकार का एक कार्य है। दबाव ड्रॉप अपेक्षाकृत कम है, और सटीकता उचित जांच प्रविष्टि गहराई खोजने पर निर्भर है।

एक प्रवाह स्विच संस्करण भी उपलब्ध है जिसमें टिप में दो तापमान सेंसर होते हैं। सेंसरों में से एक गर्म होता है और तापमान का अंतर वेग का माप होता है। स्विच का उपयोग 5% के भीतर उच्च या निम्न प्रवाह का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।