當你在流量計中從一種氣體切換到另一種氣體，新的氣體測量是否和原來的氣體一樣準確? 作為擁有20多年多氣體流量校準經(jīng)驗的行業(yè)先鋒，Alicat經(jīng)常被問到這個問題。 1 非理想氣體定律綜述 為什么在Alicat質量流量計上改變氣體時，精度不會發(fā)生變化？ Alicat的層流差壓式質量流量計通過測量層流元件(LFE)上的壓降來確定流量。更高的流速會相應地產(chǎn)生更高的壓降。 當我們觀察真實世界的氣體變化時，情況就變得更加復雜了。 根據(jù)泊肅葉定律，在給定的層流條件下，流體的壓降與流體的粘度成正比。例如，蜂蜜比水更粘稠，所以它比水有更大的流動阻力，并在相同的流速下產(chǎn)生更高的壓降。 什么影響流體粘度?每一種流體，無論是氣體還是液體，都有其固有的粘度。這說明它們在分子水平上的相互作用。 粘度與分子量無關。氫和氦的分子量都比空氣小得多，但氫的粘度只有空氣的一半，流動更容易，而氦的粘度比空氣略高。 粘度隨溫度而增加，但隨壓力而減少。對于氣體，粘度隨溫度的平方根而變化。 另一方面，壓力對粘度的影響很小，25°C時空氣的粘度僅增加0.8%，從1bar增加到10bar。 另一個復雜的問題是氣體壓縮系數(shù)(z)，這是一種測量氣體行為與理想氣體定律(PV=nRT)的偏離程度的方法。 假設z值為1表示理想氣體行為，通常，具有更復雜分子的氣體表現(xiàn)出更低的可壓縮性因子(非理想氣體方程PV=znRT中的z)，這也表明這些氣體的密度更大。 當管線壓力增加或溫度降低時，可壓縮性對流量讀數(shù)的影響更大。密切關注所有這些變量需要一些先進的流量測量技術。 Alicat改變氣體的方法確保了當氣體介質發(fā)生變化時，流量控制和測量過程不會出現(xiàn)任何精度損失。 2 Alicat氣體選擇:不允許k因子 如果你用過熱式質量流量控制器，你可能熟悉k因子。 假設你的質量流量控制器是用氮氣校準的，但你想用它來測量氬氣的流量。你可以在制造商的k因子圖表中找到氬氣，然后將這個轉換因子與氮校準的流量讀數(shù)相乘，得到氬的等效流量讀數(shù)。 根據(jù)您的精度要求和操作條件，這可能是一個合適的方法。但是，如果您你希望得到更高的準確性，那么您可能會失望。 用來運行熱式質量流量控制器的氣體的熱特性也高度依賴于壓力和溫度，就像粘度和壓縮性一樣。 如果您的操作壓力或溫度與k因子圖表中定義的有顯著差異，則k因子無法提供準確的流量校正。 因此，許多熱式質量流量計的制造商在使用k因子時提供了不太嚴格的精度規(guī)范。 認識到單點k因子不能解釋這些變化的溫度和壓力條件，Alicat使用了一種與之不同的方法。 當您進入Alicat質量流量控制器的氣體選擇菜單，從空氣切換到氬氣時，Alicat用氬氣數(shù)據(jù)代替空氣校準數(shù)據(jù)，使用從氬氣的非理想氣體特性的三維氣體特性數(shù)據(jù)導出的數(shù)學函數(shù)。 該數(shù)據(jù)表繪制了從Refprop 9中獲得的可壓縮性、粘度、壓力和溫度的NIST-可追溯的氣體特性數(shù)據(jù)，涵蓋了Alicat質量流量控制器的整個可用范圍。然后數(shù)據(jù)被存儲為Alicat質量流量控制器上的一個函數(shù)。 這意味著這意味著Alicat質量流量控制器在2bar和23℃時與在6bar和37℃時訪問不同的數(shù)據(jù)點。 質量流量控制器自身的傳感器每秒一千次報告壓力和溫度的變化，因此Alicat總是在校準面上引用正確的點。 由三維氣體特性數(shù)據(jù)導出的*功能，結合壓力和溫度的實時傳感，當你在Alicat質量流量計上改變氣體時，你的精度不會發(fā)生變化。 近，一家獨立的校準機構進行的測試顯示，當使用空氣校準的Alicat質量流量控制器測量12% CO2 + 7% O2 + 81% N2的NIST可追溯校準氣體混合物時，總誤差僅為讀數(shù)的0.15%。 —— END —— |
