दबाव और प्रवाह सेंसर का चयन कैसे किया जाए?
हवा की प्रवाह दर को मापने के लिए दबाव सेंसर और प्रवाह सेंसर दोनों का प्रयोग किया जा सकता है।
कई अनुप्रयोगों में, दोनों प्रकार के सेंसर आमतौर पर दबाव अंतर उत्पन्न करने के लिए प्रवाह-सीमित करने वाले उपकरणों के साथ संयोजन में उपयोग किए जाते हैं।कुछ "वायु प्रवाह" सेंसरों को "अंतर दबाव" सेंसर कहा जाता है क्योंकि उनकी आंतरिक प्रौद्योगिकियों के बजाय उनकी कैलिब्रेशन विधियों पर आधारित हैनिम्नलिखित स्पष्टीकरण इन दो प्रकार के सेंसरों के बीच अंतर को स्पष्ट करने, उनके भेद को समझाने और संकेत देने के लिए हैं कि कौन सा प्रकार विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है।.
वायु प्रवाह सेंसर क्या है?
सबसे सरल शब्दों में, एक वायु प्रवाह सेंसर, जिसे अधिक सटीक रूप से वायु द्रव्यमान प्रवाह सेंसर के रूप में जाना जाता है, दो दबाव बंदरगाहों वाला एक उपकरण है, जिससे गैस दूसरे बंदरगाह में बहती है (चित्र 1 देखें) ।सेंसर के अंदरजब गैस सेंसर तत्व के माध्यम से बहती है, गर्मी ऊपर से नीचे की ओर स्थानांतरित हो जाती है।यह प्रवाह सामग्री के द्रव्यमान के आनुपातिक एक थर्मल असंतुलन उत्पन्न करता है, जिसे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट द्वारा मापा जा सकता है।
यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि सेंसर मानक परिस्थितियों में द्रव्यमान प्रवाह दर को मापता है, न कि गैस की वास्तविक मात्रा।यद्यपि अधिकांश सेंसर तापमान के प्रभाव की भरपाई करते हैं, वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन गैसों के घनत्व को प्रभावित कर सकते हैं, जिससे आउटपुट परिणाम प्रभावित होते हैं।द्रव्यमान प्रवाह सेंसरों को विशिष्ट गैस मिश्रणों के लिए कैलिब्रेट किया जाना चाहिए क्योंकि विभिन्न गैसों के अलग-अलग थर्मल गुण होते हैं.
द्रव्यमान प्रवाह सेंसर को कैलिब्रेट करें ताकि इसका आउटपुट दो बंदरगाहों के बीच दबाव की गिरावट के आनुपातिक हो, क्योंकि यह ठीक यही दबाव की गिरावट है जो सेंसर के माध्यम से प्रवाह को चलाती है।यह कुछ भ्रम पैदा कर सकता है क्योंकि इन सेंसर आमतौर पर अंतर दबाव सेंसर के रूप में बेचा जाता है, जबकि उनकी आंतरिक तकनीक वास्तव में प्रवाह को माप रही है।
अंतर दबाव सेंसर क्या है?
पारंपरिक अंतर दबाव सेंसर में भी दो दबाव बंदरगाह होते हैं; हालांकि इन दो बंदरगाहों के बीच कोई गैस प्रवाह नहीं होता है।दबाव अंतर को मापने के लिए दो बंदरगाहों के बीच एक एमईएमएस डायफ्राम हैडायफ्राम का झुकना सिलिकॉन वेफर में लगाए गए पिज़ोरेसिटिव डिवाइस द्वारा मापा जाता है और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट इसे आउटपुट सिग्नल में परिवर्तित करता है।
दबाव सेंसर और वायु गुणवत्ता प्रवाह सेंसर के बीच मुख्य अंतर
प्रवाह पथ
दबाव प्रवाह सेंसर और द्रव्यमान प्रवाह सेंसर के बीच सबसे स्पष्ट अंतर गैस प्रवाह मार्गों की उपस्थिति या अनुपस्थिति में निहित है। द्रव्यमान प्रवाह सेंसर को ठीक से काम करने के लिए,इसके माध्यम से गुजरने वाला गैस होना चाहिए. प्रवाह चैनल में कोई भी प्रतिबंध, जैसे कि गंदगी या तरल पदार्थ, वायुगतिकीय प्रतिरोध को बदल देगा, जिससे आउटपुट प्रभावित होगा। इसके विपरीत, दबाव सेंसर एक "अंधा रास्ता" है।इसके पाइपलाइन प्रणाली में एकमात्र गैस प्रवाह उच्च दबाव के तहत गैस के संपीड़न या विस्तार के कारण गैस की एक छोटी मात्रा हैपाइपलाइन प्रणाली में गंदगी या तरल पदार्थ केवल तभी आउटपुट अंतर का कारण बनेंगे जब पाइपलाइन लगभग पूरी तरह से अवरुद्ध हो जाएगी।प्रवाह चैनल में संदूषण अंततः द्रव्यमान प्रवाह सेंसर की आंतरिक सतह से चिपके और सेंसर तत्व के लिए गर्मी हस्तांतरण को भी प्रभावित कर सकते हैं, जिससे उत्पादन प्रभावित होता है।
वायु प्रवाह सेंसर का प्रयोग केवल तभी किया जाना चाहिए जब उसके माध्यम से गुजरने वाली गैस में कोई प्रदूषक तत्व न हो।
गुणात्मक और संकल्प
क्योंकि द्रव्यमान प्रवाह सेंसर एक थर्मोसेंसिटिव डिवाइस है, यह शून्य प्रवाह (या शून्य दबाव अंतर) पर तनाव आधारित दबाव सेंसर की तुलना में अधिक स्थिर है।उपरोक्त विफलता मोड सेंसर आउटपुट की ढलान को प्रभावित करेगा. दबाव सेंसर के सभी विफलता मोड उपकरण के शून्य दबाव ऑफसेट को प्रभावित करते हैं। दबाव सेंसर का ढलान शायद ही कभी बदलता है। इसके अलावा,द्रव्यमान प्रवाह सेंसर के संवेदन तत्व का आउटपुट कम प्रवाह दरों पर उच्च प्रवाह दरों की तुलना में अधिक हैइसका अर्थ यह है कि भले ही आउटपुट को रैखिक सिग्नल के लिए सही किया गया हो, लेकिन बहुत कम प्रवाह दरों पर द्रव्यमान प्रवाह सेंसर का रिज़ॉल्यूशन उच्च प्रवाह दरों की तुलना में अभी भी बेहतर होगा।दबाव सेंसर का उत्पादन स्वाभाविक रूप से अपने कार्य सीमा के भीतर रैखिक के करीब है, इसलिए संकल्प नहीं बदलेगा।
समकक्ष दबाव सेंसरों की तुलना में, द्रव्यमान प्रवाह सेंसरों में बहुत कम प्रवाह दरों पर बेहतर संकल्प और स्थिरता होती है।
प्रदूषण रोधी गुण
प्रवाह चैनल में प्रदूषण विभिन्न तरीकों से द्रव्यमान प्रवाह सेंसर के आउटपुट को प्रभावित कर सकता है।यह गर्मी हस्तांतरण में हस्तक्षेप करेगा और ढलान त्रुटियों का कारण होगाइसके अतिरिक्त, यदि सेंसर का उपयोग बायपास कॉन्फ़िगरेशन में किया जाता है, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, तो कोई भी कारक जो पाइपलाइन में प्रवाह प्रतिरोध को बढ़ाता है, माप परिणामों को प्रभावित करेगा।जब पाइपलाइन अवरुद्ध हो, एक ही प्रवाह दर के माध्यम से गुजरने के लिए अतिरिक्त दबाव की आवश्यकता होती है, जो प्रवाह दर और दबाव के बीच संबंध को बदल देगा।अंतर दबाव सेंसर के पाइपलाइन में लगभग कोई हवा का प्रवाह नहीं है. केवल आंदोलन दबाव परिवर्तन उत्पन्न करने के लिए हवा के प्रवेश और निकास की एक छोटी मात्रा है। गंभीर रूप से अवरुद्ध पाइपलाइन उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों में आवृत्ति प्रतिक्रिया समस्याओं का कारण बन सकती है; हालांकि,सेंसर का आउटपुट सही होगाएक ही माप के लिए दबाव सेंसर और द्रव्यमान वायु प्रवाह सेंसर का एक साथ उपयोग करके, एक लगभग मूर्खतापूर्ण प्रणाली बनाई जा सकती है।चूंकि दबाव सेंसर में अधिकांश विफलता मोड ऑफसेट को प्रभावित करेंगे, जबकि प्रवाह सेंसर में अधिकांश मोड ढलान को प्रभावित करेंगे, यह संभावना नहीं है कि ये दोनों उपकरण एक ही समय में एक ही तरह से विफल हो जाएंगे।
दबाव सेंसर की ढलान द्रव्यमान प्रवाह सेंसर की तुलना में अधिक स्थिर होगी और प्रदूषण से प्रभावित होने की संभावना कम होगी।
शून्य-बिंदु स्वचालित कैलिब्रेशन तकनीक
स्वचालित शून्यकरण एक दबाव सेंसर कैलिब्रेशन तकनीक है जो ज्ञात संदर्भ स्थितियों में नमूनाकरण आउटपुट पर आधारित है जो बाहरी आउटपुट त्रुटियों के अतिरिक्त सुधार की अनुमति देता है,ऑफसेट त्रुटियों सहितयदि इस तकनीक को अनुप्रयोगों में लागू किया जा सकता है, तो इस तकनीक का उपयोग किया जा सकता है।यह दबाव सेंसर के लाभ प्राप्त करने के लिए एक सरल विधि होगी जबकि द्रव्यमान प्रवाह सेंसर की समस्याओं से बचने के लिए.
बिजली की खपत
द्रव्यमान प्रवाह सेंसर में हीटर को ठीक से काम करने के लिए बिजली की आवश्यकता होती है और इसे पूर्व-गर्म करने और स्थिर करने के लिए थोड़े समय की आवश्यकता होती है।सबसे दबाव सेंसर में सरल प्रतिरोध Wheatstone पुल बहुत कम वर्तमान का उपभोग करता है और तेजी से स्थिर कर सकते हैंएक सामान्य प्रवाह सेंसर के लिए 10 से 15 एमए तक की धारा की आवश्यकता हो सकती है, जबकि समान प्रदर्शन के दबाव सेंसर के लिए केवल 2 एमए की आवश्यकता होती है।एक दबाव सेंसर का आउटपुट आम तौर पर 2 एमएस या उससे कम की सीमा के भीतर स्थिर रहता है, जबकि एक प्रवाह सेंसर के लिए 35 एमएस की आवश्यकता हो सकती है। यह ऊर्जा संरक्षण के लिए अपनाई गई बिजली आपूर्ति चक्र रणनीति की प्रभावशीलता को काफी कम करता है।
दबाव सेंसर आमतौर पर कम शक्ति वाले अनुप्रयोगों में पसंद किए जाते हैं।
आवृत्ति प्रतिक्रिया
दबाव सेंसर का सेंसर तत्व एक यांत्रिक डायफ्राम है। यह आम तौर पर 10 kHz से अधिक की आवृत्ति है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में,सेंसर प्रतिक्रिया आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों द्वारा प्रदान लगभग 1 kHz तक सीमित हैइसके विपरीत, वायु प्रवाह सेंसर तेजी से बदलते वायु प्रवाहों पर धीमी गति से प्रतिक्रिया करते हैं और तेजी से परिवर्तनों का औसत करने की प्रवृत्ति रखते हैं - पूर्व-गर्म होने के समय में अंतर को याद करें।यह द्रव्यमान प्रवाह सेंसर की आवृत्ति प्रतिक्रिया सटीक रूप से मात्रात्मक रूप से मापने के लिए थोड़ा अधिक मुश्किल हैहालांकि, अधिकतर मामलों में यह 100 हर्ट्ज से कम हो सकता है। यह अंतर एप्लिकेशन में प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।
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