Principio de funcionamiento de los reguladores de caudal másico de Sensirion
Los reguladores de caudal másico de Sensirion miden el caudal másico de gas según un principio calorimétrico basado en la transferencia de calor.
«El cuerpo calefactor en una membrana aislada térmicamente y dos termopares están integrados en un chip de silicio. El chorro de gas enfría el termopar situado delante del calefactor y calienta el termopar situado detrás. En ese momento se mide esta asimetría y a partir de ella se calcula el caudal másico», explica Miroslav Piskor, especialista de productos de SOS electronic.
Las series SFC5400 y SFC5500 de Sensirion también incorporan amplificadores, convertidores A/D, linealización digital y compensación de temperatura en el chip.
La serie SFC6000 incluye toda la electrónica en un chip ASIC. El caudal másico se regula mediante una válvula controlada por un algoritmo PID que funciona en un microcontrolador.
Ventajas de los reguladores de caudal másico de Sensirion
Tiempo de estabilización de 100 ms
La masa térmica mínima de la membrana se traduce en un tiempo de respuesta del sensor ultrarrápido de 3-4 ms. En combinación con algoritmos de control avanzados, los reguladores de caudal másico SFC ofrecen un tiempo de estabilización de 100 ms, muy inferior al de los reguladores de caudal másico convencionales. La serie SFC5400 puede ajustarse incluso a 50 ms previa solicitud.
No se requiere recalibración
Gracias a la excelente estabilidad a largo plazo de los reguladores de caudal másico SFC, no es necesario volver a calibrarlos.
Repetitividad y precisión excelentes en un amplio rango dinámico
La disposición especial de los dos sensores de temperatura, la compensación de temperatura en el chip y la minimización de las fuentes de ruido se traduce en una excelente repetitividad y precisión en un amplio rango dinámico de 1000:1.
Robustez frente a partículas, obstrucciones y gases humedecidos
La tecnología CMOSens® permite una sección transversal del canal de flujo significativamente mayor (aproximadamente 1,5 x 1 mm) que el diámetro del capilar de derivación de los reguladores de caudal másico convencionales. Este diseño del canal aporta mayor robustez al dispositivo frente a partículas, obstrucciones y gases humedecidos.
Reconocimiento de gases
El SFC5400 (versión OEM), el SFC5500 y el SFC600D permiten que el sistema de control que se comunica con el SFC realice el reconocimiento de gases. El sistema de control envía la orden «Conductividad térmica bruta con válvula cerrada (500 ms)» al SFC. El SFC cierra la válvula durante 500 ms para asegurar un caudal cero y mide la conductividad térmica del gas. A continuación, el sistema de control compara la conductividad térmica medida con el valor de referencia para el gas en cuestión. Si la conductividad medida +/- una cierta tolerancia coincide con la referencia, significa que los resultados son correctos.
«En general, esta característica puede utilizarse como función de seguridad para evitar un funcionamiento incorrecto debido a errores del usuario», añade Miroslav Piskor.
Calibración para diversos gases
- El Sensirion SFC5400 está calibrado para uno de los siguientes gases: Aire/N2*, H2, O2, He, Ar y CO2. Se puede solicitar la calibración de múltiples gases como opción OEM.
- El Sensirion SFC5500 está calibrado para aire/N2*, He, CO2. La calibración para O2, H2, CH4, N2O y Ar se deduce del modelo físico del gas en cuestión.
- El Sensirion SFC6000D está calibrado para aire/N2*y CO2. La calibración para O2, N2O y Ar se deduce del modelo físico del gas en cuestión.
*La calibración para aire y N2 es idéntica. Se puede utilizar con ambos gases con el mismo resultado.
Compatibilidad con gases explosivos
La energía máxima para el calentamiento de los sensores SFC5400 y SFC5500 está limitada a 12 mW. El elemento sensor CMOSens® se comprueba de acuerdo con la norma EN 50020 (capítulo 6.2.4 b). Sensirion garantiza el uso seguro de gases de las clases T1 o T2 (temperatura de ignición <300 °C). Esto incluye también las mezclas de aire u oxígeno con hidrógeno o hidrocarburos. Sin embargo, los modelos SFC5400/SFC5500 no están diseñados para su uso en zonas peligrosas (EN 60079-10) donde puede haber gases explosivos fuera del dispositivo.
Kit de evaluación y software Sensirion
Sensirion SFC5400, SFC5500 y SFC6000D son compatibles con el kit de ensayo EK-F5x.
Las series de controladores de caudal másico SFC5400 y SFC5500 utilizan el visor SFC5xxx. El software requiere Windows Vista o una versión posterior y Microsoft .NET Framework 4.5. SFC6000D utiliza un ControlCenter que funciona con Windows, Linux y Mac. Para obtener más información sobre los requisitos del sistema, consulte el manual de usuario.
Para las series SFC5400 y SFC5500, Sensirion también ofrece proyectos de ejemplo Labview C# y C, el controlador SDHLC python y software para la calibración de otros gases. Este software requiere Windows XP o una versión posterior y Microsoft .Net Framework 3.5. Todos los programas (software) pueden descargarse gratuitamente de la web de Sensirion.
Los reguladores de caudal másico son idóneos para diversas aplicaciones:
- Instrumentos de análisis de gases: cromatografía de gases, biorreactores
- Equipos médicos: anestesia, ventilación, máquinas de circulación extracorpórea, terapia con N2O
- Equipos de mezcla de gases
- Generadores de gases (por ejemplo, para N2)
- Aplicación de capas finas de material sobre vidrio y paneles solares mediante deposición física de vapor (PVD) o deposición química de vapor (CVD)
Características más importantes de los reguladores de caudal másico SFC5400, SFC5500 y SFC6000D de Sensirion:
Hemos incluido las tres series de reguladores de caudal de gas de Sensirion en nuestra gama de productos. Los productos seleccionados están disponibles de forma inmediata para sus proyectos; estaremos encantados de suministrarle todos los demás bajo pedido. Los precios actuales y la disponibilidad se mostrarán previa solicitud. Póngase en contacto con nosotros.
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