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测量技术四个主要部分的应用详谈
编辑: 来源: 发布时间:2018-12-15
      澳门葡京娱乐厂流量控制器是利用测量技术,车载PID控制和集成或紧耦合控制阀测量和控制气体流量的装置。最常见的是它们用于小口径仪表管道系统,它们被认为是最大2“线路尺寸的在线。
测量技术可以细分为四个主要部分; 热旁路,流量控制器,通流恒温风速测量仪和通常称为“芯片流”传感器的MEMS / CMOS传感器。
      在几十年前引入半导体行业之后,控制器是迄今为止世界上最常见的仪器。它们的广泛应用主要基于它们对316L不锈钢的润湿部件的能力,具有高端弹性体和/或金属对金属密封件。
      它们能够以每分钟百分之一毫升的速度测量相对较低的流速,直至每分钟超过8000升 - 尽管体积不断增加。它们也非常适合700 bar的高压应用,但实际上大多数仪器的最大压力不超过20 bar。但是,它们确实存在一些挑战。通常,流量控制器使用空气或N2校准,在控制其他气体时应用校正因子。
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      除了规定的校准误差外,这些校正因子还增加了测量不确定度。对于许多气体,与热流测量过程相关的物理性质随压力和温度而显着变化。
      这些变化通常使用于切换气体之间校准的“K系数”方法无效。真正的气体校准确实可以避免这些问题,但是存在商业影响 - 特别是对于更奇特的气体 - 以及对腐蚀性或有毒气体的安全影响。
      其一般用法可以看出其他挑战:它们在测量范围内仅提供50:1的调节比,相对较慢,沉降时间在1到2秒之间,并且对安装方向敏感 - 特别是对于低分子量气体如氢和氦。最后,由于它们的结构和测量技术,它们需要花费相当长的时间来达到热平衡,并且通常需要30分钟的“预热”时间。
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      澳门葡京娱乐厂流量控制器利用物理学的基本定律(即Poiseuilles的方程,包括温度,压力和气体的粘度/压缩性),并通过压差为用户提供流量计测量。此外并且与传感器技术直接相关 - 还提供了体积流量,压力和温度的测量。
      此外,它们的车载电子设备的能力是用户可以将控制参数从质量流量改变为体积流量到压力控制并且在按下按钮时再次返回。
      该测量技术的相关气体特性,粘度和可压缩性可以作为测量的压力和温度参数的函数存储在装置中。相同的物理定律消除了对转换因子的需求,因此除了校准标准之外没有不确定性的增加。其他优势包括控制稳定时间在50到100毫秒之间,测量范围内的标准调节时间为200:1,姿态不敏感,压力损失可忽略不计,几乎可以马上预热。
      低流速测量明显优于旁路热量,每分钟千分之一毫升是可测量的。然而,如上所述,层流元件流量控制器确实具有其局限性。高于20 bar的流量控制需要特殊配置,并且不推荐使用一些极端腐蚀性气体。
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通流恒温风速测量将大家带回热技术。
      该传感器基于两个探针插入仪器基块内的直流路径。第一个探头是可变加热器,第二个探头用作温度传感器,目的是始终保持两者之间相同的温差。
      随着流量的增加,加热器需要更多的功率来维持这个恒定的ΔT,并且正是这种功率需求的变化与质量流量相关。同样,结构材料的强度始终可以使用316不锈钢,压力损失通常非常好。
      压力等级,对于不锈钢版本为30 bar,在顶部的旁路热量和芯片流量传感器之间提供良好的中间值,只能承受最低压力。由于开放流动通道在流动状态方面受到较少的控制,因此最佳校准精度倾向于1.5-2%并且最低流速能力相对较高。
      为此,应添加转换因子误差的影响,因为这些仪器通常也在空气或N2上校准,即使在其他气体上使用时也是如此。其他挑战与热技术一致; 在受控范围内仅有50:1的调节比,在2秒时的缓慢稳定时间和30分钟的“预热”时间以达到规定的校准精度。
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      MEMS和CMOS“芯片流”也是热设备,尽管它们通过在整个芯片上平均由恒定功率“加热器”引起的温度变化来操作。传感器的尺寸和控制包的小型化确定了它们的最大强度 - 它们的尺寸可以非常小。同样地,并且还与它们的设计和构造相关联,它们的功耗也非常低。
      传感器本身具有快速响应,尽管它是应用不同制造商提供的各种控制包来定义控制响应。一些制造商提供50 ms的控制响应。转换因子误差的概念不适用于这些传感器,因为它们需要在实际气体上校准。通过提供多次校准(最多10次)作为标准,通常可以最大限度地减少这种潜在的不足。
      流量能力主要与仪器的物理尺寸有关,微型版本限制在最大20 LPM。可以获得更大的变化,但这些变化往往限于每分钟数百升。结构的设计和材料限制了它们在不超过10巴的压力下用于干燥,非腐蚀性气体。
      所有这些测量技术都提供了独特的优点,每种测量技术都限制了它们的使用。在流量控制器市场中可用的大量机会中,它们的应用,或者更准确地说,它们的选择取决于对过程条件的正确识别和理解,这种装置在整个系统中的效果以及两者的控制响应特性。当前和未来可能的要求。
 

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