熱線風速結合導流設計:氣流監控再進化
熱線風速結合導流設計:氣流監控再進化
在氣體流量與風速監控領域,如何在變化多端的現場氣流環境中,取得穩定、精準的呈現量測結果,始終是一項技術挑戰。尤其在製程控制、無塵室、空壓能源管理等場景,風速數據不只是單一參數,更是驅動整體系統控制策略的基礎依據。
目前市面常見的風速感測技術包括差壓式與熱線式兩大類。差壓式傳感器雖結構簡單、量測穩定,但在低風速區段靈敏度不足;熱線式則具備高靈敏、反應快速等優點,卻容易受到現紊流或安裝方式等影響,導致輸出數據波動,進而影響量測精度。
針對此問題,eyc-tech以工程導向的角度重新設計氣流量測架構,將熱線式感測技術與導流結構整合,實現訊號穩定性與高解析兼具的解決方案。
風速與壓差關係曲線圖:
圖一: 風速與壓差(ΔP = ½ρV²)ρ=密度
顯示風速與壓差間的典型拋物線關係
● 風速增加時,壓差成平方級數成長
● 在低風速(如 < 2 m/s)時,壓差變化很小 ⇒ 這也是差壓式傳感器在低速下靈敏度不足的原因
圖二:壓差與風速(V ∝ √ΔP)∝=成正比
顯示風速是壓差的平方根函數(V ∝ √ΔP)
● 隨壓差增加,風速提升,但增幅趨緩
● 在低壓差區段,風速變化不明顯 ⇒ 靈敏度下降
導流結構的技術優勢
eyc-tech將熱線式與文丘里進行結合,透過導流結構穩定氣流方向與流速分佈,使流場更穩定、氣流方向集中,進而提升量測準確性與輸出一致性。此導流結構設計有兩種形式:
● FDM06-P 採用多點平均風速測管(皮托管結構),用於取得管道截面上的代表性平均風速。
● FDM06-I則導入文丘里導流結構設計,以收縮擴張段導引氣流通過感測區,形成穩定流速。
結合文丘里整流設計後的熱線式傳感器可維持穩定線性輸出,在各風速範圍皆具優良線性反應
技術整合後的量測優勢
導入皮托管或文丘里的導流結構後,熱線式傳感器能有效避開風向與亂流所帶來的輸出不穩定問題。整流後的氣流進入感測區域時,其速度分佈與流向已被控制在設計容差內,使熱線感測元件能發揮最大性能,實現以下優勢:
● 高靈敏度的線性輸出
● 在低風速區間依然具備良好訊號解析能力
● 較高的可再現性與長期穩定性
實驗室級校正機制,提升應用一致性
經由風洞、風量標準校準系統(音速噴嘴)實流校正,傳感器可呈現更貼近應用場域的流量特性,有助於壓縮空氣系統、氣體管線、或環控風速管理等場景中取得相對穩定的數據輸出。
此校正方式的特點包括:
● 模擬實際管道內部流況,提高傳感器在現場環境下之對應準確性
● 每支傳感器進行多點校正與補償資料建構,提供更高的準確度與可重複性
eyc-tech透過文丘里或平均風速測管導流結構設計、實驗室級校正程序,搭配熱線式風速的感測讓其穩定性與再現性更優化,實現可靠的氣流監測解決方案,滿足多元應用對高精度與高穩定量測的需求。