Регулятор витрати газу ( РРГ ) - компактний пристрій зі зворотним зв'язком, яке вимірює і регулює масова витрата певного газу. У статті описані основні принципи технології теплових вимірювань масової витрати , пристрій РРГ виробництва компанії Bronkhorst High-Tech BV

Основними складовими компонентами РРГ є: корпус, вимірювальна осередок і елемент опору потоку (ламінарний елемент), регулюючий клапан , Електронна плата.

Корпус являє собою підставу, на якому монтуються всі основні компоненти регулятора витрати . Через це підстава йде потік газу. Всі прилади Bronkhorst High-Tech BV мають корпус з високоякісної електрополірованій нержавіючої сталі марки 316L. Як ущільнень між підставою і іншими вузлами РРГ використовуються різні еластомери або метал.

Головними елементами вимірювальної частини РРГ є:

• спеціальний елемент опору потоку - «ламінарний елемент», що забезпечує ідеальне поділ потоку з метою відведення його строго пропорційною частиною в канал вимірювальної комірки (байпасний канал)
• Вимірювальна осередок - спеціальний датчик, що вимірює витрата газу через нього, що забезпечує швидкий відгук, високу повторюваність вимірів і високу температурну стабільність.

Ламінарний елемент являє собою набір спеціальних дисків з нержавіючої сталі з прецизионно виготовленими каналами в них. Динамічний опір кожного каналу дорівнює опору вимірювальної комірки. Конструкція елемента опору потоку забезпечує стабільний коефіцієнт відношення потоку через сенсор і повз нього. Причому це відношення залишається постійним у всьому діапазоні зміни параметрів експлуатації приладу. Така конструкція дозволяє збирати і калібрувати прилад з використанням азоту, а потім моделювати його роботу з будь-яким іншим газом.

Вимірювальна осередок (датчик) є серцем приладу. Вона складається з капіляра (вимірювального каналу) з нержавіючої сталі і двох терморезистивних елементів. За відсутності потоку газу обидва елементи дають рівні показання і сигнал від вимірювального осередку дорівнює нулю. При подачі потоку частину газу, відгалужується елементом опору потоку, проходить по капіляри і нагрівається термоелементами. Вимірювані температури Т1 і Т2 відрізняються між собою. Різниця температур прямо пропорційна масовій витраті через сенсор.

Сигнал датчика надходить для обробки на вхід керуючої електронної плати вимірювача / регулятора, перетворюється за допомогою АЦП в цифрову форму, лінеарізуется і фільтрується відповідно до наявних в мікропрограмі регулятора витрати алгоритмами. Далі виміряне значення надходить на всі наявні "на борту" приладу цифрові шини (RS232 і одна з: DeviceNet ™, Profibus-DP®, Modbus, EtherCAT® або FLOW-BUS). Також сигнал перетвориться в стандартний аналоговий (0 ... 5 (10) В, 0 (4) ... 20 мА) і надходить на вихід приладу.

Регулятор витрати газу забезпечує підтримку потоку відповідно до сигналом завдання - уставкой. Уставка надходить або на аналоговий вхід приладу і перетворюється в цифрову форму за допомогою АЦП, або безпосередньо по цифровому інтерфейсу. Мікропроцесор приладу порівнює сигнал уставки з виміряним значенням і відповідно до наявного вбудованого алгоритмом ПІД регулювання виробляє оптимальний сигнал для управління клапаном. Сигнал перетвориться в аналогову форму, посилюється і надходить на котушку соленоїда клапана.

Регулюючі клапани бувають декількох типів в залежності від застосування: прямої дії для малих витрат, пілотні для великих витрат, Vary-P для великих (диференціальних) тисків.

Відео - принцип роботи теплового регулятора витрати газу Bronkhorst.