Alicat層流式質(zhì)量流量計(jì)裝置解決了傳統(tǒng)孔板型體積流量測(cè)量方式(作為質(zhì)量流量計(jì)算的基礎(chǔ))的許多弊端。
同時(shí),這種技術(shù)也不存在熱絲漂移、微流量計(jì)算和響應(yīng)時(shí)間等等熱式流量測(cè)量技術(shù)的限制。
Alicat質(zhì)量流量計(jì)和質(zhì)量流量控制器的工作原則相同,與高精度流量標(biāo)定設(shè)備采用的是完全相同的技術(shù),不同之處是Alicat創(chuàng)新地將其集成在小
巧便攜的設(shè)備中。
操作理論:體積流量基礎(chǔ)
體積流量測(cè)量裝置的工作原理基于泊肅葉公式(Poiseuille Equation,公式1)。 泊肅葉公式可量化壓降與流量之間的關(guān)系。
在其簡(jiǎn)化形式(公式2)中,K為常量,由限制的幾何形狀決定。
該方式是同時(shí)顯示容積流率(Q)、壓差(ΔP)和絕對(duì)粘度(η)之間的關(guān)系。
使用泊肅葉公式時(shí),須制造內(nèi)部阻力。 這種產(chǎn)生阻力的元件稱為層流元件(LFE),在公式1中表示為r和L。
LFE促使氣體分子沿平行路徑進(jìn)行移動(dòng),因此可消除湍流狀態(tài),在雷諾系數(shù)小于2000(Reynolds threshold)的情況下產(chǎn)生層流式氣流狀
態(tài)。(雷諾數(shù)2000通常被認(rèn)為是理論閾值,該數(shù)值取決于管路的表面粗糙度等因素。)
然后,在層流區(qū)內(nèi)測(cè)量流體流經(jīng)時(shí)的差壓(壓降)。
最后,氣體粘度(η)必須根據(jù)溫度對(duì)氣體的影響進(jìn)行確定。
該程序計(jì)算完全由微處理器在儀器內(nèi)部完成。
操作理論:質(zhì)量流量轉(zhuǎn)化
Alicat質(zhì)量流量裝置從之前所述的體積流量計(jì)算開始。 確定氣體的實(shí)際質(zhì)量流量時(shí),須結(jié)合其它測(cè)量和計(jì)算。
理想的氣體定律告訴我們,氣體密度受到溫度、絕對(duì)壓力和可壓縮性等的影響。
應(yīng)用非理想氣體定律時(shí),要求參考標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力(STP)條件,以便使質(zhì)量流量計(jì)算“標(biāo)準(zhǔn)化”。
從本質(zhì)上看,這是對(duì)海平面氣體密度和與實(shí)際流量條件相關(guān)的預(yù)測(cè)溫度的測(cè)量。
為了確定質(zhì)量流量,體積流率必須應(yīng)用兩個(gè)校正系數(shù):溫度對(duì)密度的影響和絕對(duì)壓力對(duì)密度的影響(公式3)。