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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.。系統(tǒng)熱平衡分析當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定流量計。標定方案示意圖。標定曲線利用傳熱學理論,結(jié)合熱式流量計應用的工況場合,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。假設流管橫置,熱探頭壁面與流體溫差為60*C,則當流體流速大于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)架的導熱02隨著構(gòu)架材料導熱系數(shù)的不同,02差別很大。在探頭設計中,盡可能采用導熱系數(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熱量。導熱量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);國際標草案ISO/DIS11451認為流量測量不受旋轉(zhuǎn)流和流速場剖面畸變影響。4一探頭外表面面積;一熱探頭溫度;T:來流溫度。
流量控制器的工作壓差范圍是個什么概念?
質(zhì)量流量控制器(MFC)中設置有一個氣體流量調(diào)節(jié)閥門, 閥門能使通過控制器的流量從零調(diào)節(jié)到測量的滿量程, 在工作的過程當中, 控制器的入口和出口之間會產(chǎn)生一個氣壓降, 即壓差。MFC的工作壓差范圍通常為0.1~0.3MPa, 若壓差低于值(0.1 MPa), 有可能控制達不到滿量程值; 若高于值(0.3MPa), 有可能關閉時流量不能小于2%F.S。用戶使用MFC時, 無論用戶工作的反應室是真空還是高壓, 應做到使MFC進出氣兩端的壓差保持在所要求壓差范圍之內(nèi), 并且要求氣壓要相對穩(wěn)定。但盡可能小的外界干擾對測量無疑是有益的,所以對來自管線及現(xiàn)場環(huán)境的振動要盡量設法避免。
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什么是流量控制器
質(zhì)量流量控制器,即MassFlowController(MFC),不但具有質(zhì)量流量計的功能,更重要的是,它能自動控制氣體流量,即用戶可根據(jù)需要進行流量設定,MFC自動地將流量恒定在設定值上,即使系統(tǒng)壓力有波動或環(huán)境溫度有變化,也不會使其偏離設定值。質(zhì)量流量控制器(Mass Flow Controller縮寫為MFC)用于對于氣體或者液體的質(zhì)量流量進行精密測量和控制。擴散,氧化,分子束外延,CVD,等離子刻蝕,濺射,離子注入,以及真空鍍膜設備,光纖熔煉,微反應裝置,混氣配氣系統(tǒng),毛細管測量氣象色譜儀,光導纖維制造設備中。并廣泛用于石油化工。冶金,制藥等。特點:精度高,重復性好。②在進口端置一金屬(或塑料)網(wǎng),可有效地改善流速分布畸變,得到分布均勻的氣流。
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流量控制器的控制響應速度
物理時間常數(shù)
物理時間常數(shù)用希臘字母Tau來表示,是現(xiàn)今為數(shù)不多的用來描述響應時間的標準之一,即:控制器到達設定值某個百分比所需要的時間,被定義為1-1/e, 其中e是作為自然對數(shù)底數(shù)的無理數(shù),其值為2.72,所以1-1/e即為設定值的63.2%。4毫秒到達設定值,從示波器波形圖中可以清晰地觀察到:50%那段跨度,低于10%和高于90%那兩段的跨度則小了很多。雖然該定義是一個物理標準,可能說明不了什么問題,因為余下的設定值的36.8%所花費的時間可能多于或少于之前的63.2%。從下面示波器截圖中可以看到:ALICAT?質(zhì)量流量控制器僅用了7.4毫秒便到達了設定值的63.2%。
任意設定值百分比變化區(qū)域
不少質(zhì)量流量控制器的技術(shù)參數(shù)采用設定值某一百分比區(qū)間內(nèi)的變化來定義設備響應速度,比如:從設定值的10%到達90%所需要的時間。流量控制器內(nèi)存在水汽有多糟排出液體如果您的ALICAT質(zhì)量流量計、質(zhì)量流量控制器內(nèi)滲入了液態(tài)物質(zhì),切勿置之不理,倘若液體在氣路內(nèi)滯留太久,可能導致不同金屬間相互反應。由于和后的 10%控制響應曲線變化,由此而得出的控制響應速度可能無法與實際的控制性能等同。如下圖所示,ALICAT?質(zhì)量流量控制器用了11.4毫秒到達設定值, 從示波器波形圖中可以清晰地觀察到:50%那段跨度,低于10%和高于90%那兩段的跨度則小了很多。就該圖而言,如果按照從設定值10%到達90%所用的時間來定義設備響應速度的話,那么結(jié)論是6~7毫秒。
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