ALICAT-差壓原理:精準流量測量的核心技術(shù)
什么是質(zhì)量流量?
Alicat很多系列設(shè)備可測量和控制氣體的質(zhì)量流量。當(dāng)氣體流經(jīng)Alicat設(shè)備時，它會通過一個帶有溫度和壓力傳感器的流道。這些傳感器測量氣流的瞬時溫度和壓力，并利用這些信息，結(jié)合己知的氣體屬性，來計算質(zhì)量流量。
質(zhì)量流量本質(zhì)上是在特定的溫度和壓力條件下標準化的體積流量。
使用瞬時溫度和壓力讀數(shù)計算質(zhì)量流量
假設(shè)讓氬氣流經(jīng)一臺Alicat質(zhì)量流量設(shè)備。流道內(nèi)的傳感器讀數(shù)為23°C和20 PSIA，這些值會顯示在設(shè)備的屏幕上。然而，這些值并不直接用于計算質(zhì)量流量。
每臺Alicat設(shè)備都預(yù)裝了包含三維氣體屬性數(shù)據(jù)值的氣體表格。這些表格在整個質(zhì)量流量設(shè)備的可用范圍內(nèi)，繪制了符合NIST可追溯標準的氣體壓縮系數(shù)“和粘度數(shù)據(jù)與壓力和溫度的關(guān)系圖。屏幕上顯示的質(zhì)量流量是氣體在標準溫度和壓力(STP)條件下流動時的體積流量。
簡單的步驟如下:
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設(shè)備使用氣體的實際溫度和壓力來計算瞬時體積流量，
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設(shè)備使用一種算法來計算如果氣體處于25°C和1個大氣壓條件下的流量
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設(shè)備輸出一個標準化的體積流量，即質(zhì)量流量。
STP條件
無論是在23°C和20 PSIA下流動，還是在-10°C和56 PSIA下流動，亦或是在42°C和14PSIA下流動…….屏幕上顯示的質(zhì)量流量值始終是相同的。所有測量值都使用STP條件轉(zhuǎn)換為標準化的體積流量。默認的STP條件是25°C和1個大氣壓(14.6959 PSIA)，但這是可調(diào)的。
回到上面的例子，將為23°C和20 PSIA下的氬氣計算一個標準化的體積流量。然而，在25°C和1個大氣壓下，氬氣具有以下屬性:
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**粘度:226.23990
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-密度:1.63387
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壓縮系數(shù):0.9993656
無論您在何種溫度或壓力下使氬氣流過，屏幕上顯示的值都將是該氣體在25°C和1個大氣壓下流動時的值。
質(zhì)量流量的單位
由于質(zhì)量流量是標準化的體積流量，其單位通常如此表示。例如包括SLPM(標準升/分鐘)、SCCM°(標準立方厘米/分鐘)和SCFH(標準立方英尺/小時)。
這些是體積/時間單位，而不是質(zhì)量單位。然而，可以使用以下方程輕松地將質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換為真實質(zhì)量流量:真實質(zhì)量流量=(質(zhì)量流量)x(在STP或NTP下的氣體密度)。您只需要質(zhì)量流量值和氣體密度即可。
-些質(zhì)量流量儀器直接輸出真實質(zhì)量流量測量值，例如科里奧利儀器。
何時使用質(zhì)量流量
- 質(zhì)量流量是標準化的，因此您可以放心地讓**數(shù)量的粒子流過您的系統(tǒng)，而無需擔(dān)心溫度或壓力的波動。質(zhì)量流量設(shè)備通常用于需要高精度、**測量和控制特定氣體量的應(yīng)用。
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想象一下您需要以恰好5 SLPM的流量讓氬氣流經(jīng)一個質(zhì)量流量控制器。當(dāng)您開始流動時，氣體的溫度和壓力是23°C和20 PSIA。然而，有人打開了附近的爐子，溫度上升到27°C。該設(shè)備將始終將數(shù)值校正到STP條件(25°C和1個大氣壓)，并且流過的是**數(shù)量的粒子。
- 許多應(yīng)用受益于測量和控制質(zhì)量流量，包括生物反應(yīng)器脫氣、燃料電池膜測試和天然氣監(jiān)理。
質(zhì)量流量是否隨密度變化?
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質(zhì)量流量取決于所流動氣體的密度。對于層流差壓設(shè)備，了解所流動氣體的確切成分非常重要，以便進行**的密度校正，
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幸運的是，Alicat差壓計和差壓控制器“預(yù)裝了98種以上包含氣體密度信息的氣體。在標準條件下進行計算和報告的一個額外好處是，如果您不小心選錯了氣體進行流動，可以相對容易地對您的流量數(shù)據(jù)應(yīng)用校正因子，
- 真實質(zhì)量流量測量也依賴于密度。然而，科里奧利質(zhì)量流量計和科里奧利質(zhì)量流量控制器不使用已知的氣體屬性來計算流量。它們能夠自己測量流體密度，并準確輸出真實質(zhì)量流量，即使流動的是成分未知的工藝流體。