Trong sản xuất công nghiệp hiện đại và nghiên cứu khoa học, đo lường và kiểm soát dòng chảy chính xác là nền tảng để đảm bảo sự ổn định của quy trình, chất lượng sản phẩm và độ tin cậy của thử nghiệm. Cảm biến lưu lượng là thành phần cốt lõi của liên kết này, độ chính xác và độ tin cậy của hiệu chuẩn trực tiếp quyết định hiệu suất của toàn bộ hệ thống. Trong số nhiều kỹ thuật hiệu chuẩn và đo lường, bộ điều khiển lưu lượng khối dựa trên nguyên tắc chênh lệch cán mỏng, so với bộ điều khiển lưu lượng khối kiểu nhiệt truyền thống, thể hiện một loạt các lợi thế độc đáo và đáng chú ý như một tiêu chuẩn hiệu chuẩn hoặc sản xuất cảm biến lưu lượng có độ chính xác cao. Những lợi thế này bắt nguồn từ các nguyên tắc đo lường cơ bản của chúng và mở rộng đến nhiều khía cạnh như ổn định lâu dài, khả năng thích ứng với môi trường, độ tin cậy và độ chính xác.

Hoạt động của bộ điều khiển lưu lượng khối nhiệt, lõi phụ thuộc vào sự thay đổi trường nhiệt độ do chất lỏng chảy qua bề mặt nóng. Nó đảo ngược dòng chảy khối lượng của chất lỏng bằng cách đo lượng nhiệt mà nó mang đi. Nguyên tắc này xác định rằng các yếu tố cảm biến của nó phải được trao đổi nhiệt trực tiếp với chất lỏng và đầu ra tín hiệu của nó được kết hợp chặt chẽ với các tính chất nhiệt vật lý của chất lỏng (ví dụ: dung tích nhiệt cụ thể, độ dẫn nhiệt). Tuy nhiên, tính chất nhiệt của chất lỏng có xu hướng cực kỳ nhạy cảm với những thay đổi thành phần, dao động nhiệt độ, cho phép công nghệ nhiệt, trong hiệu chuẩn và ứng dụng, dễ dàng đưa ra độ không chắc chắn do điều kiện môi trường hoặc thay đổi nhỏ trong chính chất lỏng. Ngoài ra, các yếu tố dây nóng hoặc màng nhiệt có nguy cơ lão hóa, quy mô và thậm chí đốt cháy trong công việc nhiệt độ cao lâu dài, và sự ổn định và tuổi thọ của chúng phải đối mặt với những thách thức nội tại.

Ngược lại, cơ sở vật lý của bộ điều khiển lưu lượng chất lượng chênh lệch laminate là rất khác nhau và chắc chắn hơn. Nguyên tắc của nó được xây dựng trên các đặc tính dòng chảy tầng cổ điển của cơ học chất lỏng. Khi một chất lỏng chảy qua một phần hình học cụ thể của các yếu tố dòng chảy lớp, chẳng hạn như bó mao mạch hoặc microchannel, dòng chảy tạo thành một trạng thái dòng chảy lớp ổn định, có trật tự trong phạm vi xác định số Reynolds. Tại thời điểm này, các định luật vật lý tuyến tính, xác định được tuân theo giữa áp suất giảm của chất lỏng và lưu lượng thể tích. Lưu lượng khối có thể được tính toán trực tiếp và chính xác bằng cách đo chênh lệch áp suất này với độ chính xác cao, được bổ sung bởi bù nhiệt độ, áp suất thời gian thực. Bản thân nguyên tắc này không phụ thuộc vào tính chất nhiệt phức tạp của chất lỏng và chỉ liên quan đến độ nhớt của chất lỏng, thường ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi thành phần hơn nhiều so với tính chất nhiệt và sự thay đổi của nó theo nhiệt độ ổn định và dễ dự đoán hơn.

Đó là sự khác biệt cơ bản trong nguyên tắc này mang lại cho công nghệ chênh lệch laminate nhiều lợi thế trong lĩnh vực cảm biến lưu lượng hiệu chuẩn.

Đầu tiên là tính ổn định và lặp lại lâu dài. Các yếu tố dòng chảy nhiều lớp thường được làm bằng thép không gỉ chắc chắn hoặc hợp kim đặc biệt, có kích thước vật lý và cấu trúc kênh chạy hầu như không thay đổi theo thời gian trong điều kiện làm việc bình thường. Công nghệ cảm biến được sử dụng để đo chênh lệch áp suất cũng đã rất trưởng thành và ổn định. Do đó, một bộ điều khiển lưu lượng khối dòng chảy lớp được đánh dấu chính xác, hệ số hiệu chuẩn của nó có thể duy trì liên tục trong một thời gian dài và không dễ bị trôi dạt. Điều này cho phép nó hoạt động như một "thước đo" đáng tin cậy, cung cấp nguồn gốc lâu dài, nhất quán cho các cảm biến khác, giảm đáng kể chi phí hiệu chuẩn lại thường xuyên và nguy cơ gián đoạn hệ thống.

Tiếp theo là độ chính xác cao so với phạm vi rộng. Dựa trên các định luật vật lý ổn định, hệ thống chênh lệch laminate có thể đạt được độ không chắc chắn đo lường nội tại rất thấp. Nó không dễ bị ảnh hưởng quá mức bởi đột biến chất lỏng hoặc nhiễu loạn cục bộ trong phân đoạn đầu vào chất lỏng và duy trì độ tuyến tính tuyệt vời trong phạm vi dòng chảy rộng từ thấp đến cao. Tính năng này rất quan trọng đối với nỗ lực hiệu chuẩn vì hiệu chuẩn đòi hỏi phải bao phủ toàn bộ phạm vi hoạt động của cảm biến được dạy và cung cấp xác minh độ chính xác liên tục, đáng tin cậy. Và công nghệ nhiệt trong dòng chảy nhỏ có thể không đủ độ nhạy, trong dòng chảy lớn có thể bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng làm mát phi tuyến tính, hiệu suất tuyến tính trong phạm vi phạm vi của nó thường không bằng dòng chảy lớp.

Hơn nữa là tính thích ứng môi trường xuất sắc và tính tương thích với chất lỏng. Bộ điều khiển vi sai laminate không nhạy cảm với tư thế lắp đặt và rung động ít ảnh hưởng đến các yếu tố đo lường cốt lõi của nó. Hơn nữa, phần cảm biến của nó không trải qua trao đổi nhiệt mạnh mẽ với chất lỏng, tránh các vấn đề phân hủy chất lỏng, phản ứng xúc tác hoặc cô lập carbon tích tụ do quá nóng cục bộ. Điều này cho phép nó đo lường và hiệu chuẩn một cách an toàn và ổn định các loại khí khác nhau, bao gồm một số khí ăn mòn, dễ phân hủy hoặc hỗn hợp, miễn là chúng tương thích với vật liệu chạy. Điều này có lợi thế rõ ràng trong các ngành công nghiệp liên quan đến khí đặc biệt như hóa chất và chất bán dẫn.

Ngoài ra, công nghệ vi sai laminate có khả năng chống ô nhiễm tuyệt vời và đặc tính tiêu thụ điện năng thấp. Bởi vì dòng chảy của nó tương đối trơn tru và không có dây nóng vi mô dễ bị tổn thương, khả năng chịu đựng hạt trong chất lỏng cao hơn. Đồng thời, nó không cần các yếu tố làm nóng liên tục, tiêu thụ điện năng thấp hơn nhiều so với loại nhiệt, đây là một cân nhắc quan trọng trong các ứng dụng đòi hỏi an toàn hoặc tiết kiệm năng lượng.

Cuối cùng, khi được sử dụng làm điểm chuẩn hiệu chuẩn cho cảm biến lưu lượng sản xuất, tín hiệu đầu ra của nó liên quan trực tiếp đến các phép đo có thể truy nguyên đến các đại lượng vật lý cơ bản (áp suất, nhiệt độ, chiều dài, thời gian), với chuỗi hiệu chuẩn rõ ràng và vững chắc. Ngược lại, hiệu chuẩn của cảm biến nhiệt có xu hướng phụ thuộc nhiều hơn vào việc đánh dấu kinh nghiệm và khí tham chiếu, và khi khí điều kiện hoạt động thực tế khác với khí định danh, cần phải thực hiện các chuyển đổi và hiệu chỉnh phức tạp, giới thiệu thêm độ không chắc chắn chuyển đổi.

Tóm lại, mặc dù bộ điều khiển lưu lượng khối nhiệt với tốc độ phản ứng nhanh, độ nhạy phân đoạn lưu lượng nhỏ và các tính năng khác, chiếm một vị trí quan trọng trong kiểm soát quá trình trực tiếp, nhưng khi các kịch bản ứng dụng tập trung vào hiệu chuẩn chính xác của cảm biến lưu lượng, đo lường độ chính xác cao, hoặc sản xuất các cảm biến có yêu cầu nghiêm ngặt về độ ổn định và độ tin cậy lâu dài, lợi thế của bộ điều khiển lưu lượng khối chênh lệch laminate được nhấn mạnh. Dựa trên các nguyên tắc vật lý vững chắc, nó cung cấp một cơ sở kỹ thuật và chuẩn mực đáng tin cậy hơn cho lĩnh vực đo lưu lượng với sự ổn định lâu dài, độ chính xác cao và phạm vi rộng, khả năng thích ứng môi trường mạnh mẽ và đường dẫn rõ ràng. Với các yêu cầu ngày càng tăng của ngành công nghiệp về độ chính xác đo lường và độ tin cậy của quá trình, những lợi thế cốt lõi của công nghệ chênh lệch laminate chắc chắn sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong sản xuất, phát hiện đo lường và nghiên cứu tiên tiến.