大多數(shù)艾里卡特設(shè)備測量和控制氣體的質(zhì)量流量。當(dāng)氣體流經(jīng) Alicat 時，它會流經(jīng)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，并結(jié)合已知的氣體特性使用該信息來計算質(zhì)量流量。

該質(zhì)量流量實(shí)際上是根據(jù)一組特定的溫度和壓力條件標(biāo)準(zhǔn)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

想象一下氬氣流過 Alicat 質(zhì)量流量儀器。流內(nèi)的傳感器讀取 23℃ 和 20 PSIA，這些值顯示在設(shè)備的屏幕上。然而，這些值并不直接用于計算質(zhì)量流量。

每個 Alicat 設(shè)備都加載有包含 3 維氣體屬性數(shù)據(jù)值的氣體表。這些表格繪制了質(zhì)量流量設(shè)備整個可用范圍內(nèi)的 NIST 可追蹤氣體壓縮性和粘度數(shù)據(jù)與壓力和溫度的關(guān)系。屏幕上顯示的質(zhì)量流量是氣體在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力(STP)條件下流動時的體積流量。

簡單步驟如下：

1.該裝置利用氣體的實(shí)際溫度和壓力來計算瞬時體積流量。

2.該設(shè)備使用一種算法來計算氣體在25℃和 1 atm下的流速。

3.該設(shè)備輸出標(biāo)準(zhǔn)化體積流量或質(zhì)量流量。

直通車條件

無論是在 23℃ 和 20 PSIA、-10℃ 和 56 PSIA、還是 42℃ 和 14 PSIA 下流動......屏幕上顯示的質(zhì)量流量始終是相同的值。所有測量值均使用 STP 條件轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化體積流量。默認(rèn) STP 條件為 25℃ 和 1 atm (14.6959 PSIA)，但這可以調(diào)整。

回到上面的示例，將計算 23℃ 和 20 PSIA 下氬氣的標(biāo)準(zhǔn)化體積流量。然而，在 25℃ 和 1 atm 下，氬氣具有以下特性：

l 絕對粘度：226.23990

l 密度：1.63387

l 壓縮率：0.9993656

無論您流過氬氣的溫度或壓力如何，屏幕上顯示的值始終就像氣體在 25℃ 和 1 atm 下流動一樣。

質(zhì)量流量單位

由于質(zhì)量流量是標(biāo)準(zhǔn)化的體積流量，因此單位通常如此表示。示例包括 SLPM（標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘）、SCCM（標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘）和 SCFH（標(biāo)準(zhǔn)立方英尺每小時）。

這些是單位時間的體積，而不是質(zhì)量單位。然而，使用以下方程可以輕松地將質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換為真實(shí)質(zhì)量流量：真實(shí)質(zhì)量流量 =（質(zhì)量流量）（STP 或 NTP 下的氣體密度）。您所需要的只是質(zhì)量流量和氣體密度。

一些質(zhì)量流量儀器直接輸出真實(shí)的質(zhì)量流量測量結(jié)果，例如科里奧利儀器。

何時使用質(zhì)量流量

質(zhì)量流量是標(biāo)準(zhǔn)化的，因此您可以放心地使精確數(shù)量的顆粒流過系統(tǒng)，而不必?fù)?dān)心溫度或壓力波動。質(zhì)量流量設(shè)備通常用于需要高精度、精密測量和控制特定氣體量的應(yīng)用。

想象一下，您需要使氬氣以 5 SLPM 的速度流過質(zhì)量流量控制器。當(dāng)開始流動時，氣體的溫度和壓力為 23℃ 和 20 PSIA。然而，有人打開附近的爐子，溫度升至27℃。該設(shè)備將始終將這些值校正為 STP 條件（25℃ 和 1 atm），并且將流過精確適量的顆粒。

許多應(yīng)用都受益于測量和控制質(zhì)量流量，包括生物反應(yīng)器除氣、燃料電池膜測試和天然氣監(jiān)測。

質(zhì)量流量隨密度變化嗎？

質(zhì)量流量取決于流動氣體的密度。對于層流壓差裝置，了解流動氣體的確切成分非常重要，以便可以進(jìn)行精確的密度校正。

幸運(yùn)的是，艾里卡特壓差計和控制器預(yù)裝了98 多種包含氣體密度信息的氣體。在標(biāo)準(zhǔn)條件下計算和報告的好處是，如果您不小心選擇了錯誤的氣體，則可以很容易地將校正因子應(yīng)用于流量數(shù)據(jù)。

真實(shí)的質(zhì)量流量測量還取決于密度。然而，科里奧利質(zhì)量流量計和控制器不使用已知的氣體特性來計算流量。它們能夠自行測量流體密度并準(zhǔn)確輸出真實(shí)的質(zhì)量流量，即使在流動成分未知的過程流體時也是如此。