Korrektur von Temperatur- und Druckeinflüssen auf Sensoren

Alicat hat kürzlich ein umfangreiches Update für die Hauptplatine und die Sensoren unserer Massendurchflussgeräte veröffentlicht. Verbesserungen an unseren Sensoren und unser erweitertes Verständnis der Strömungsphysik haben zu Änderungen in unseren Schaltkreisen geführt, um sicherzustellen, dass Sie die maximale Leistung aus jedem Teil Ihres Alicat-Massendurchflussgeräts herausholen.

Die hochauflösenden Informationen, die wir von unserer neuen Leiterplatte erhalten, geben uns ein besseres Bild von den Vorgängen auf dem Flusspfad unserer Geräte als je zuvor. Auf diese Weise können wir sehr deutlich erkennen, wie geringfügige Änderungen der Betriebsbedingungen das Verhalten unserer Sensoren beeinflussen. Wenn wir diese Änderungen kompensieren, können wir Geräte bauen, die wiederholbarere Messergebnisse liefern und weniger driftanfällig sind.

Trennung des Signals vom Sensor

Ein perfekter Sensor würde mit seinem Ausgangssignal unter allen Bedingungen 1: 1 auf die äußeren physikalischen Eigenschaften abbilden. Aber Sensoren und Schaltkreise bestehen aus Materie und ihr Verhalten ändert sich, wenn sich ihr physikalischer Zustand ändert. Alicat-Sensoren sind keine Ausnahme, da sich unsere Elektronik erwärmt und unsere Sensoren durch Prozessgas komprimiert werden, das Signal, an dem wir interessiert sind, ändert sich.

Alicat gleicht diese Schwankung des Sensorverhaltens mit einer der Stärken unserer Messtechnik aus: mehreren unabhängigen Sensoren. In jedem unserer Durchflussinstrumente ist ein Differenzdrucksensor unser Hauptinstrument zur Durchflussmessung, während Absolutdruck- und Temperatursensoren es uns ermöglichen, diesen Volumenstrom auf einen Massendurchfluss zu korrigieren. Lesen Sie mehr über unsere Funktionsweise der laminaren Differenzdruck-Durchflussmessung (Englisch). Solange wir die Reaktion jedes Sensors auf Druck- und Temperaturänderungen im Voraus charakterisieren, können wir die Sensorausgabe mithilfe von Software basierend auf den Betriebsbedingungen korrigieren.

Von geraden Linien zu Kurven

Die vorherige Generation von Alicat-Instrumenten verwendete eine lineare Kompensationstechnik für Temperatur und Druck. Bei jedem Gerät wurde der Sensor-Offset bei Umgebungstemperatur und hohem Druck gemessen. Wir haben diese beiden Punkte interpoliert, um eine gerade Kalibrierungslinie zu erhalten. In unserer neuen Version haben wir unsere Modellierung verbessert, um die physischen Systeme, mit denen wir es zu tun haben, effektiver zu modellieren und eine nichtlineare Interpolation von Sensorzustandsänderungen zu erstellen.

Bei einem neuen Alicat-Gerät wird jede Sensor- und Leiterplattenkombination in einer Umgebungskammer charakterisiert, die den gesamten Bereich der erwarteten Betriebstemperaturen und -drücke des Geräts abdeckt. Dies erzeugt glatte Kompensationskurven, die das reale Sensorverhalten besser berücksichtigen. Die Verbesserung ist tiefgreifend und macht sich insbesondere bei niedrigen Temperaturen bemerkbar:

Verschiebung der Absolutdruckanzeige bei variierender Temperatur. Aktuelle Generation in blau und vorherige Generation in rot.

Durch die Kombination einer besseren Hardware mit dieser Softwarekompensation ist die neueste Generation von Alicat-Geräten leistungsfähiger als je zuvor. Wir stoßen jetzt an die Grenzen der Strömungsphysik anstelle des Sensorrauschens. Laufende Forschungen zum Gasverhalten und zur Verbesserung unseres Strömungskanals werden uns helfen, das volle Potenzial unserer Geräte für die Zukunft auszuschöpfen.