Werner Alber: Regulace průtoku měří objem plynu za jednotku času a citlivě reaguje na kolísání tlaku a teploty. Naproti tomu regulace hmotnostního průtoku zaznamenává skutečnou hmotnost plynu a zajišťuje konstantní hodnoty bez ohledu na okolní podmínky – ideální pro přesné aplikace, například v lékařské technice nebo při výrobě polovodičů.
Stručně řečeno: Zatímco regulace průtoku se zaměřuje na objem, regulace hmotnostního průtoku zajišťuje, že systémem proudí vždy stejná hmotnost plynu – bez ohledu na vnější vlivy.
Werner Alber: Představte si, že v procesu musíte dodávat stále stejné množství plynu. Pokud nastavíte klasický regulátor průtoku na 10 l/min, získáte přesně stejné množství plynu pouze za určitých podmínek. Pokud teplota vzroste, plyn zvětší objem – při nastavených 10 l/min je pak hmotnost plynu menší. Naopak větší tlak znamená, že je v 10 litrech více molekul. Hmotnost propuštěného média určuje regulátor hmotnostního průtoku. Protože hmotnost plynu – na rozdíl od jeho objemu – není ovlivňována tlakem ani teplotou, umožňuje to velmi přesnou a stabilní regulaci. Objem plynu je konstantní, opakovatelně stejný a účinný. Na rozdíl od jednoduše řízených škrticích ventilů se řízením hmotnostního průtoku reguluje hmotnost propuštěného plynu a aktivně se stabilizuje, aby byly zajištěny stálé podmínky probíhajícího procesu. Hmotnostní regulátory průtoku jsou tedy ideální volbou pro aplikace, které vyžadují vysokou přesnost, dynamiku a spolehlivost procesu.
Werner Alber: Rozhodující rozdíl spočívá v typu regulace. Regulace hmotnostního průtoku pracuje v uzavřené regulační smyčce: Průběžně upravuje aktuální hodnoty průtoku a přesně nastavuje ventil tak, aby průtok neustále odpovídal požadované hodnotě. Škrticí ventily (například jehlový ventil s průtokoměrem) lze často nastavovat pasivně nebo ručně. Pokud se změní podmínky procesu, musí se běžný ventil znovu ručně nastavit – „neví“, že se něco změnilo. Naproti tomu regulátory hmotnostního průtoku nepřetržitě na odchylky reagují.
Dalo by se říci: Hmotnostní regulátor průtoku myslí sám za sebe, zatímco jednoduchý regulátor průtoku je jen pevně nastavený škrticí ventil. Řízení hmotnostního průtoku znamená v praxi výrazně vyšší přesnost a stabilitu, zejména pokud se mění okolní podmínky.
Werner Alber: Regulátor hmotnostního průtoku (MFC) může detekovat průtok plynu různými fyzikálními metodami. Nejčastěji používanou metodou je tepelný (kalorimetrický) princip, zejména pro práci s plyny. Obvykle se používají metody tepelných ztrát a přenosu tepla. Stále častější jsou také technologie pracující s rozdílem tlaků, protože ve srovnání s tepelnými principy umožňují rychlejší reakci. Za zmínku stojí také Coriolisův princip, díky kterému se hmotnostní průtok měří přímo. Výběr měřicího principu vždy závisí na konkrétních požadavcích aplikace.
Werner Alber: Hmotnostní regulátor průtoku se skládá ze tří hlavních součástí: Čidla, řídicí elektronika a proporcionální ventil jako akční člen. Čidlaměří specifickým principem hmotnostní průtok. Naměřené hodnoty jsou zpracovány řídicí elektronikou, která je porovnává se zadanou požadovanou hodnotou. Odchylky jsou nepřetržitě vyhodnocovány a předávány regulačnímu ventilu, kterýse pohybuje a reguluje průtok.
Využíváme piezoelektrickou technologii Festo, která umožňuje velmi dynamickou a energeticky účinnou regulaci, navíc prakticky bez opotřebování. Výsledkem koordinace všech součástí je přesná, stabilní aopakovatelná regulace průtoku. Proces je řízen nadřazenou řídicí jednotkou, která synchronizuje všechny komponenty a průběžně upravuje nastavení.
Díky nejmodernějším technologiím posouvá Festo klasickou proporcionální techniku na novou úroveň – říkáme jí Controlled Pneumatics. Piezoelektrické ventily i ventily s cívkami spolupracují s čidly a inteligentními regulačními algoritmy v uzavřené regulační smyčce. Pneumatické aplikace jsou ještě přesnější, energeticky účinnější a spolehlivější – a otevírají nové možnosti v automatizaci.