Principe de fonctionnement des régulateurs de débit massique Sensirion
Ces régulateurs Sensirion mesurent le débit massique de gaz selon un principe calorimétrique basé sur le transfert de chaleur.
« L’élément chauffant est monté sur une membrane isolée et deux thermocouples sont intégrés dans une puce de silicium. Le flux de gaz refroidit le thermocouple situé devant l’élément chauffant et chauffe celui qui est derrière lui. Cette asymétrie est mesurée et le débit massique est calculé à partir de cette mesure », a expliqué Miroslav Piskor, spécialiste produit chez SOS electronic.
Les régulateurs de débit massique Sensirion des séries SFC5400 et SFC5500 intègrent également dans la puce des amplificateurs, des convertisseurs CA/CC, une linéarisation numérique et une compensation de température.
Ceux de la série SFC6000 intègrent toute l’électronique dans une puce ASIC. Le débit massique est régulé par une vanne contrôlée par un algorithme PID exécuté sur un microcontrôleur.
Avantages des régulateurs de débit massique Sensirion
Temps de stabilisation de 100 ms
La masse thermique minimale de la membrane se traduit par un temps de réponse ultra-rapide du capteur (3-4 ms). Associés à des algorithmes de contrôle avancés, les régulateurs de débit massique des séries SFC assurent un temps de stabilisation de 100 ms, une durée bien inférieure à celle des modèles conventionnels. Sur demande, le temps de stabilisation des régulateurs de débit massique de la série SFC5400 peut même être réglé sur 50 ms.
Pas besoin de réétalonnage
Grâce à l'excellente stabilité à long terme des régulateurs de débit massique des séries SFC, le réétalonnage n’est pas nécessaire.
Excellentes valeurs de répétabilité et de précision sur une plage dynamique étendue
La disposition particulière des deux thermocouples, la compensation de température sur la puce et la réduction au minimum des sources de bruit permettent d'obtenir d’excellentes valeurs de répétabilité et de précision sur une plage dynamique de 1000:1.
Résistance aux particules, engorgements et gaz humides
La technologie CMOSens® permet d'obtenir un canal d'écoulement dont la section est nettement plus grande (environ 1,5 x 1 mm2) que ne l’est le diamètre du tube capillaire de dérivation des régulateurs de débit massique classiques. La conception de ce canal rend l’appareil plus résistant aux particules, engorgements et gaz humides.
Reconnaissance des gaz
Les régulateurs de débit massique des séries SFC5400 (version OEM), SFC5500 et SFC600D permettent au système de contrôle qui communique avec eux de reconnaître les gaz. Le système de contrôle envoie la commande « Raw Thermal Conductivity with closed valve (500 ms) - Conductivité thermique brute si vanne fermée (500 ms) » au régulateur de débit massique. Ce dernier ferme la vanne pendant 500 ms pour assurer un débit nul et mesure la conductivité thermique du gaz utilisé. Le système de contrôle compare ensuite la conductivité thermique mesurée et la valeur de référence de ce gaz. Si la conductivité mesurée +/- une certaine tolérance correspond à la valeur de référence, les résultats sont corrects.
« En général, cette fonction de sécurité peut être utilisée pour éviter des erreurs de manipulation de l'utilisateur, etc. », a ajouté Miroslav Piskor.
Étalonnage pour plusieurs gaz
- Les régulateurs de débit massique Sensirion de la série SFC5400 sont étalonnés pour les gaz Air/N2*, H2, O2, He, Ar et CO2. Cette fonction est disponible sur demande au titre d'option OEM.
- Les régulateurs de débit massique Sensirion de la série SFC5500 sont étalonnés pour les gaz Air/N2*, He, CO2. L'étalonnage pour les gaz O2, H2, CH4, N2O et Ar est issu du modèle physique de chaque gaz.
- Les régulateurs de débit massique Sensirion de la série SFC6000D sont étalonnés pour les gaz Air/N2* et CO2. L'étalonnage pour les gaz O2, N2O et Ar est issu du modèle physique de chaque gaz.
* L'étalonnage est identique pour l'air et le N2. Il peut être utilisé pour les deux gaz avec le même résultat.
Compatibilité avec les gaz inflammables
L'énergie maximale utilisée pour le chauffage des capteurs des séries SFC5400 et SFC5500 est limitée à 12 mW. Les capteurs CMOSens® sont testés conformément à la norme EN 50020 (point 6.2.4 b). Sensirion garantit l'utilisation en toute sécurité des gaz des classes T1 ou T2 (température d'inflammation < 300 °C), y compris les mélanges d'air ou d'oxygène avec de l'hydrogène ou des hydrocarbures. Cependant, les régulateurs de débit massique des séries SFC5400 et SFC5500 ne sont pas conçus pour être utilisés dans des zones dangereuses (EN 60079-10), où des gaz inflammables peuvent se former à l'extérieur de l'appareil.
Kit d’évaluation et logiciel Sensirion
Les régulateurs de débit massique Sensirion des séries SFC5400, SFC5500 et SFC6000D sont compatibles avec le kit d’évaluation EK-F5x.
Les régulateurs de débit massique Sensirion des séries SFC5400 et SFC5500 utilisent SFC5xxx viewer. Ce logiciel a besoin de Windows Vista ou version plus récente et de Microsoft .NET Framework 4.5. La série SFC6000D utilise le système ControlCenter qui fonctionne sur Windows, Linux et Mac. Pour connaître les exigences du système, veuillez consulter le manuel de l’utilisateur.
Pour les séries SFC5400 et SFC5500, Sensirion propose également des exemples de projet Labview C# et C, le pilote SDHLC Python Driver et le logiciel permettant l’étalonnage pour d’autres gaz. Ce logiciel a besoin de Windows XP ou version plus récente et de Microsoft .NET Framework 3.5. Tous les logiciels peuvent être téléchargés gratuitement sur le site web de Sensirion.
Les régulateurs de débit massique conviennent aux applications les plus variées.
- Instruments d’analyse des gaz : chromatographie en phase gazeuse, bioréacteurs
- Équipement médical : anesthésie, ventilation, machines cœur-poumon, thérapie au N2O
- Équipement de mélange de gaz
- Générateurs de gaz (par exemple, pour le N2)
- Application de fines couches de matériaux sur le verre et les panneaux solaires par dépôt physique en phase vapeur (PVD) ou dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Principales caractéristiques des régulateurs de débit massique Sensirion des séries SFC5400, SFC5500 et SFC600D
Les trois séries de régulateurs de débit massique Sensirion font partie de notre assortiment. Les produits sélectionnés sont immédiatement disponibles pour vos projets et nous seront ravis de vous fournir tous les autres sur demande. N'hésitez pas à nous contacter pour en connaître le prix actuel et la disponibilité.
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