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質(zhì)量流量計如何工作的
熱式氣體質(zhì)量流量計件由兩個插入流體管道中的圓柱形探頭構(gòu)成。被加熱探頭里面含有一個加熱器,在靠近壁面附近布置一個溫差熱電偶并用導(dǎo)熱系數(shù)與密度之比較大的石墨填充。探頭內(nèi)布置一個熱電偶并用石墨填充。為更好的進行動態(tài)測量,所用熱電偶均采用直徑為0.1mmK型的NiCr-NiSi.。一、在使用質(zhì)量流量計的時候需要防止人為的斷電以及拆線,因為采取斷電以及拆信號線的方法會使得設(shè)備短時間不計量還會導(dǎo)致計量糾紛。系統(tǒng)熱平衡分析當(dāng)流量傳感器被置于流體管道中,在流態(tài)穩(wěn)定時,探頭與周圍介質(zhì)處于近似的熱平衡狀態(tài),這時流體、探頭、測量桿和管道組成一個傳熱系統(tǒng),此時的系統(tǒng)熱平衡方程為:傳感器世界2007.9.靜態(tài)變化函數(shù)曲線氣流方向閥門待標(biāo)定流量計。標(biāo)定方案示意圖。標(biāo)定曲線利用傳熱學(xué)理論,結(jié)合熱式流量計應(yīng)用的工況場合,對于實際的熱交換過程有: 1、熱探頭與流體間的對流換熱對流換熱a包括受迫對流換熱和自然對流換熱。假設(shè)流管橫置,熱探頭壁面與流體溫差為60*C,則當(dāng)流體流速大于1m/s時,G/e2<0.1,此時自然對流換熱與由于流體運動所導(dǎo)致的受迫對流換熱相比十分微弱。實際測量中G/2<<1,可以忽略自然對流換熱的影響。 2、熱探頭向測量桿構(gòu)架的導(dǎo)熱02隨著構(gòu)架材料導(dǎo)熱系數(shù)的不同,02差別很大。在探頭設(shè)計中,盡可能采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料制造構(gòu)架并采用絕熱、絕緣硅膠對探頭密封以減少導(dǎo)熱量。導(dǎo)熱量02計算公式如下:,dt A一桿構(gòu)架的橫截面積;A―桿構(gòu)架導(dǎo)熱系數(shù)。 3、熱式氣體質(zhì)量流量計熱探頭向周圍的輻射換熱03熱探頭表面溫度為,它要向氣流和另一個探頭進行輻射換熱。將探頭表面磨光或鍍上一層發(fā)射率小的金屬并使其溫度保持在100*C之內(nèi),以減小輻射換熱。根據(jù)輻射換熱公式:一斯特藩一波爾茲曼常數(shù);4一探頭外表面面積;一熱探頭溫度;T:來流溫度。
流量控制器的主要優(yōu)點是什么?
(1) 流量的測量和控制不因溫度或壓力的波動而失準(zhǔn)。
對于多數(shù)流量測控系統(tǒng)而言,很難避免系統(tǒng)的壓力波動及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。對于普通的流量計,壓力及溫度的波動將導(dǎo)致較大的誤差;對于質(zhì)量流量計 / 質(zhì)量流量控制器,則一般可以忽略不計。
(2) 測量控制的自動化
質(zhì)量流量控制器可以將流量測量值以輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出。提高開表率在儀表設(shè)備管理中,開表率的定義是:(儀表總臺數(shù)一未正常使用的儀表臺數(shù))/儀表總臺數(shù)。這樣很容易實現(xiàn)對流量的數(shù)字顯示﹑累積流量自動計量﹑數(shù)據(jù)自動記錄﹑計算機管理等。對質(zhì)量流量控制器而言,還可以實現(xiàn)流量的自動控制。通常, 模擬的MFC/MFM輸入輸出信號為0~ 5V或4~20mA, 數(shù)字式MFC/MFM還配有RS232或RS485數(shù)字串行通訊口, 能非常方便地與計算機連接, 進行自動控制。
(3) 地定量控制流量
質(zhì)量流量控制器可以地控制氣體的給定量,這對很多工藝過程的流量控制﹑對于不同氣體的比例控制等特別有用。
(4) 適用范圍寬
有很寬的工作壓力范圍,我們的產(chǎn)品可以從真空直到10MPa; 可以適用于多種氣體介質(zhì)(包括一些腐蝕性氣體,如HCL);有很寬的流量范圍,我們的產(chǎn)品流量范圍可達(dá)0~5 sccm,流量范圍可達(dá)0~200 slm。流量控制器分類熱式質(zhì)量流量器根據(jù)熱源及測溫方式的不同可分為接觸式和非接觸式兩種。流量顯示的分辨率可達(dá)滿量程的0.1%, 流量控制范圍是滿量程的2~100% (量程比為-- 50:1), 因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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流量控制器在高壓條件下如何使用?
質(zhì)量流量控制器的工作壓差范圍通常比較小, 要在高壓條件下正常使用需要特別注意三點: 一, 是要選擇耐壓符合要求的MFC; 二, 是要挑選工作壓差范圍大的產(chǎn)品型號; 三, 要在MFC氣路前面加減壓閥, 穩(wěn)定入口氣壓, 在MFC下游加背壓閥, 穩(wěn)定反應(yīng)室和MFC出口的氣壓, 適當(dāng)調(diào)節(jié)減壓閥和背壓閥, 要保證MFC的工作壓差不會超過規(guī)定的范圍。因此由上式可知,若保持加熱功率恒定,則測出溫差便可求出質(zhì)量流量。只要做到以上三點, MFC就能夠在高壓條件下穩(wěn)定工作。
流量控制器的穩(wěn)定控制時間
由于到達(dá)設(shè)定值后控制器可能會發(fā)生超調(diào),所以通常制造商用到達(dá)設(shè)定值且穩(wěn)定后所需要的時間作為設(shè)備響應(yīng)速度,并賦予波形振蕩幅度一個容許范圍。若采用恒定溫差法,即保持兩點溫差不變,則通過測量加熱的功率也可以求出質(zhì)量流量。舉個例子, 容許范圍2%表示流量波動在設(shè)定值的2%以內(nèi)即為穩(wěn)定。一般質(zhì)量流量控制器的精度在0.5%~2%之間,但一些制造商卻將穩(wěn)定容許范圍擴大到10%。我們認(rèn)為如果用戶要將流量控制在期望的設(shè)定值,那么其穩(wěn)定容許范圍也必須落在設(shè)備精度范圍內(nèi)。如下面示波器截屏圖所示,控制器在27.6毫秒時到達(dá)了與設(shè)備精度(滿量程的1%)等同的穩(wěn)定容許范圍。
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