ALICAT-差压原理:精准流量测量的核心技术
什么是质量流量?
Alicat很多系列设备可测量和控制气体的质量流量。当气体流经Alicat设备时，它会通过一个带有温度和压力传感器的流道。这些传感器测量气流的瞬时温度和压力，并利用这些信息，结合己知的气体属性，来计算质量流量。
质量流量本质上是在特定的温度和压力条件下标准化的体积流量。
使用瞬时温度和压力读数计算质量流量
假设让氩气流经一台Alicat质量流量设备。流道内的传感器读数为23°C和20 PSIA，这些值会显示在设备的屏幕上。然而，这些值并不直接用于计算质量流量。
每台Alicat设备都预装了包含三维气体属性数据值的气体表格。这些表格在整个质量流量设备的可用范围内，绘制了符合NIST可追溯标准的气体压缩系数“和粘度数据与压力和温度的关系图。屏幕上显示的质量流量是气体在标准温度和压力(STP)条件下流动时的体积流量。
简单的步骤如下:
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设备使用气体的实际温度和压力来计算瞬时体积流量，
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设备使用一种算法来计算如果气体处于25°C和1个大气压条件下的流量
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设备输出一个标准化的体积流量，即质量流量。
STP条件
无论是在23°C和20 PSIA下流动，还是在-10°C和56 PSIA下流动，亦或是在42°C和14PSIA下流动…….屏幕上显示的质量流量值始终是相同的。所有测量值都使用STP条件转换为标准化的体积流量。默认的STP条件是25°C和1个大气压(14.6959 PSIA)，但这是可调的。
回到上面的例子，将为23°C和20 PSIA下的氩气计算一个标准化的体积流量。然而，在25°C和1个大气压下，氩气具有以下属性:
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**粘度:226.23990
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-密度:1.63387
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压缩系数:0.9993656
无论您在何种温度或压力下使氩气流过，屏幕上显示的值都将是该气体在25°C和1个大气压下流动时的值。
质量流量的单位
由于质量流量是标准化的体积流量，其单位通常如此表示。例如包括SLPM(标准升/分钟)、SCCM°(标准立方厘米/分钟)和SCFH(标准立方英尺/小时)。
这些是体积/时间单位，而不是质量单位。然而，可以使用以下方程轻松地将质量流量转换为真实质量流量:真实质量流量=(质量流量)x(在STP或NTP下的气体密度)。您只需要质量流量值和气体密度即可。
-些质量流量仪器直接输出真实质量流量测量值，例如科里奥利仪器。
何时使用质量流量
- 质量流量是标准化的，因此您可以放心地让**数量的粒子流过您的系统，而无需担心温度或压力的波动。质量流量设备通常用于需要高精度、**测量和控制特定气体量的应用。
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想象一下您需要以恰好5 SLPM的流量让氩气流经一个质量流量控制器。当您开始流动时，气体的温度和压力是23°C和20 PSIA。然而，有人打开了附近的炉子，温度上升到27°C。该设备将始终将数值校正到STP条件(25°C和1个大气压)，并且流过的是**数量的粒子。
- 许多应用受益于测量和控制质量流量，包括生物反应器脱气、燃料电池膜测试和天然气监理。
质量流量是否随密度变化?
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质量流量取决于所流动气体的密度。对于层流差压设备，了解所流动气体的确切成分非常重要，以便进行**的密度校正，
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幸运的是，Alicat差压计和差压控制器“预装了98种以上包含气体密度信息的气体。在标准条件下进行计算和报告的一个额外好处是，如果您不小心选错了气体进行流动，可以相对容易地对您的流量数据应用校正因子，
- 真实质量流量测量也依赖于密度。然而，科里奥利质量流量计和科里奥利质量流量控制器不使用已知的气体属性来计算流量。它们能够自己测量流体密度，并准确输出真实质量流量，即使流动的是成分未知的工艺流体。