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低气体流量若何丈量与节制?

有什么故事: 作家: 即日起年份:2019-10-23
先容
流量计有几种根基的丈量手艺,比喻:
除上述提到的之外,另有一些不为人知的怪异范例的流量计手艺,这些手艺凡是为单个利用供给处置计划。不“很是佳流量计”,这完整取决于利用法式和用户对装备的希冀。
 
在本文中,您将领会气体流量绝对较低的丈量仪器,比喻 ,从几cc / min到500或1000 ln / min。在这一利用范畴中,很是罕见的仪表是带有热旁路观点的气体品质流量计。有气体 品质流量计(MFM) 和 品质流量节制器(MFC)。很是终,流量计将装备一个节制阀,您能够供给一个肯定所发生的气体流量的设定值。MFC是这些东西的参考。
 
丈量观点
       在热旁路观点中,大大都测得的气体流经旁路。在旁路中是一个发生很是小压降的元件。成果,少许气体流经传感器,该传感器平行于旁路运转。该传感器丈量气体流量,该气体流量代表所监督气体的总量。每一个仪器都针对特定的气体和特定的丈量规模而构建。
热旁路
 
       品质流量计(MFM)和品质流量节制器(MFC)的称号显而易见:这些仪器丈量和调理气体流量,比喻以kg / hr为单位。丈量值也能够以规范化体积为单位表现,比喻ln / min(每分钟规范升)或SCFH(每小时规范立方英尺)。在SCFH(每小时规范立方英尺)中,“ S”是指20°C和1个大气压,而NCCM(规范立方厘米/分钟)是在0°C和1个大气压的参考前提下表现的。究竟结果,气体的品质单位与归一化体积(密度)之间存在牢固的干系。
 
       基于毛细管传感器的MFC 与带有MEMS(微电机体系)传感器的仪器 之间存在区分 。两种传感器手艺都有长处和规模性。因为不恐怖的丈量仪器,在此特地防止利用“ cons”一词。该利用法式能够驱动首选示例,比喻 保时捷911 是一款超卓的汽车,但您不应在撒哈拉戈壁中利用它。
 
甚么是毛细管流量传感器?
      毛细管传感器由一根细钢管(外径为0.2至1毫米)构成,并用两根细铂金丝包裹。的铂丝用作电阻和是惠斯通电桥的一局部。铂丝的电阻值取决于温度。这些导线中有电流经由进程,从而将它们加热。在零流量时,电阻是不异的,可是当流量经由进程传感器时,电子装备会检测到温度差。
 
        MFC中的层流元件(LFE)在旁路中配有毛细管传感器。该LFE会发生层风行为,就像在传感器外部一样。LFE象征着经由进程传感器的流量与经由进程旁路的流量之间的干系在丈量规模内几近是线性的。因为这类线性干系,能够用便宜的纯洁气体(如氛围)校准该MFC并利用已知身分使仪表合适其余异国,爆炸,有毒或易燃气体。若是利用所谓的K因子,则会有更多不肯定性。在着名制作商的用户手册中,据报告唆使性偏差还跨越2%。诸如粘度,压力和温度之类的参数会影响K因子的切确性。首要的是要注重这类传统的校准方式,该方式会发生不肯定性,而这些不肯定性在文档中很少说起。
 
        此类MFM / MFC必须利用利用中利用的现实气体停止校准。长处是仪器是以加倍切确。对某些独特的气体,能够会发生相干性,虽然反复性依然很低,但切确性会遭到影响。
 
甚么是MEMS流量传感器?
       基于MEMS的MFM / MFC不LFE,而是有纪律的旁路。其功效是确保流过传感器的总气体的界说百分比。传感器的孔径大很多,是以,比喻,压降绝对较低,并且传感器对污染的敏理性低于毛细管。MEMS传感器的活络度也高很多,这是因为能够取得1000:1的调理比(毛细管传感器的调理比是50:1)。
 
        可是,MEMS传感器的很是大长处是不(可丈量的)漂移。漂移是零的迟缓偏移,是以给定流量下的丈量值会影响精度。
 
MEMS传感器丈量道理
MEMS品质流量计的传感器
利害
 
       毛细管传感器在铂丝上表现出机器应力和热应力和绝缘资料的老化。毛细管传感器必须在加热柜中接管“老化”,以加快老化进程。老化的毛细管传感器显现的漂移小于,但依然存在。制作商偶然会利用低流量停止选项来埋没这类结果。在特定值下,测试旌旗灯号被强迫为零,从而袒护了小的漂移。
 
       MEMS传感器由两个或三个温度传感器和一个加热器构成,该加热器气相堆积为薄膜上的微观份子层。从观点上讲,MEMS是低能量的传感器,并且因为膜的热和应力断绝,这确保MEMS传感器不受任何机器应力和热应力的影响。别的一个要点:传感器是全数装置在MEMS上的电子电路的一局部。被测旌旗灯号当即在MEMS传感器自身上数字化。不不良的毗连,不EMC使旌旗灯号失真。这些是MEMS传感器不漂移并坚持持久精度,可反复性和靠得住性的首要缘由。
 
       传感器的另外一个长处是速率很是快:呼合时候为50毫秒。接通电源后,一秒钟内便可利用装备,而毛细管观点须要15分钟。仪器不须要按期停止调零(对毛细管MFC,这是规范法式)。基于MEMS的MFC光鲜明显进步了被测流量和调理流量的靠得住性。
 
       很是后,不应说起MEMS确切须要停止恰当的温度弥补。更进步前辈的制作商老是在两个差别的温度下校准他们的MEMS单位。在运转时代,它们丈量气体温度并弥补MFM / MFC读数。这也有助于气体丈量/节制的切确性和可反复性。
 
提要
       这两个观点都有其刚强和弱项。所述毛细管传感器,连系所述LFE致使经由进程传感器和旁路流之间的公道的线性干系。是以,能够利用所谓的K因子,即两种气体之间的乘数。对侵蚀性气体,毛细管传感器能够利用宁静气体(如氛围)停止校准,并利用此K系数。如许,这些单位就能够用侵蚀性气体丈量出公道的校订值。
 
       可是,K因子校准并不老是切确的,有些MFC比其余的要好,虽然大大都毛细管制作商都不如许做,但很是好仍是用现实气体停止校准。其余长处还包含高压版本的可用性和侵蚀性利用资料的挑选。
 
       对基于MEMS的MFC,咱们在切确性,呼合时候和量程比喻面有更好的规格。MEMS传感器没法利用K因子,是以MFC须要利用现实气体停止校准。限定是这些MFC不合适每种气体。一些MEMS制作商为弥补其器件的温度做了很长的路要走。如许能够在更宽的温度规模内供给更高的精度。
 
       基于MEMS的MFC的关头上风在于传感器的零漂移。如许能够进步持久精度,可反复性和靠得住性。
 
4品质流量节制器模块化范例
客户特定处置计划中的四个品质流量节制器
 
品质流量节制器的典范利用
  • PVD-和半导体行业的其余流程
  • 生物反映器中氛围,氧气,氮气和二氧化碳的剂量
  • 氛围注入冰淇淋,取得乳脂状产物和很是佳口胃
  • 啤酒发酵进程中利用的氛围/氧气剂量
  • 在食物包装利用中为食物加气的气体夹杂(MAP:气调包装)
  • 尝试室利用,比喻阐发和催化剂研讨<
  • 泄露丈量和渗入率研讨
  • 玻璃熄灭器的气体节制(氧气和燃料)品质和本钱下降
  • 利用流量/压力法停止组件测试
  • 金属处置工艺
  • 阐发仪中的流量节制
  • 冲刷/冲气
  • 一栋修建/产业综合体中多个部分的耗宇量丈量
  • 液态金属污染中的气体计量
  • 另有更多您能够斟酌的……
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