迟滞现象对各类质量流量计的影响

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响应速度是质量流量计的一项关键性能指标,那么,响应速度对流量测量或控制精度究竟有什么影响呢?下文我们就来探讨下一般质量流量计的迟滞现象

迟滞现象将使得一台质量流量计对完全相同的输入值作出不同的响应,从而导致流量测量精度偏差。什么是迟滞现象呢?简单来讲,迟滞现象就是某一系统经过某一输入路径之运作后,即使换回最初的状态时同样的输入值,状态也不能回到其初始。举个例子,通常我们在室温下吃的巧克力是条形、块状或球形的。Yummy Yummy…!有时候自己动手做个蛋糕或烤个曲奇饼也会用到巧克力,这时需要将巧克力棒加热熔化成巧克力酱。您有没有发现即便冷却后回到室温状态下,化了的巧克力再也恢复不到原来的形状了。一块正常的巧克力和被加热冷却过后的巧克力,在同样的输入路径(即温度)下处于两种不同的形态(固态和液态),这就是迟滞现象。迟滞现象将阻碍事物获得可重复的结果。

 科里奥利质量流量计中的迟滞现象

了解了什么是迟滞现象,接着我们就来探索下不同测量原理的质量流量计呈现出来的迟滞现象有何不同。科里奥利质量流量计通过振动U形管来测量流体的流量。增大流量将增加系统内介质的质量并产生与被测介质的密度与质量直接相关的二级振动,即称为科里奥利效应力。就像流量迅速增大时通过系统的介质的质量将增大,从而二级振动增强,反之亦然,流量减小时二级振动减弱。然而,当流量从一个点急剧下降至一个相对低很多的点时就会出现迟滞现象,因为二级振动需要一定的时间恢复归位才能对新的、较低的流量值作出振动响应。

其实,在您家中墙上挂钟的钟摆上就可以“看见”科里奥利质量流量计的迟滞现象。不妨试一下从垂直方向轻敲一下钟摆,此时,即已在钟摆的摆动上引入了二级振动,尽管只是被碰了一下,但钟摆上的外力影响却要过一会儿才能被完全消除。倘若在钟摆停止摆动前再轻敲一下,那么又再一次引入了外力振动,这一次外力产生的振动效应与前面一次也多少会有不同。

热式质量流量计中的迟滞现象

热式质量流量计是根据流体的热力性能采用间接测量的方式测量质量流量。与直接检测流经管道的被测流体的分子数不同,热式原理检测的是经过的流体所带走的热量,即热分散原理。热式质量流量计有好几种类型,比较典型的测量方法是将一小部分气体分离出来从一加热的毛细管内通过,毛细管内有多个温度传感器,当流量增大时,气体分子通过毛细管道被加热后并将热量一路带至管道末端,直到温度恢复至被加热前。大流量携带至毛细管后端的热量较多,小流量则携带的热量较少。携带走多少热量还取决于气体分子的热力性能、压力以及未被加热前的温度。若被测介质从一较高流量突然降至低流量,那么大流量通过毛细管时携带的热量则需要一定时间才能复原。为了能够测量低流量,热式质量流量计中使用的毛细管导热性能都超强,在流量下降时也较能维持住升高的温度。一些热式质量流量计厂家采用平均法或预测算法来解决迟滞现象,也不失为一个不错的方法,前提是您需要的只是一个估算的质量流量值。

厨房里的燃气灶其实就可以演示热式质量流量计中的迟滞现象。试一下在点火前用手指轻触下燃烧嘴后拿开,随后点火并开到最大火焰,一秒钟后关火,这时再用手指轻触下燃烧嘴,是不是感觉比之前热?该热量就是在留在燃气灶上的剩余热量。若再次点燃并将火开到最大持续一秒钟后关掉,燃烧嘴摸上去就更烫了。如果此时您准备点燃燃气灶烹饪晚餐,那么其实灶头已经被预热,升温会很快,但关火后的热量消散则会比较久一点,这就是迟滞现象。

差压式质量流量计中的迟滞现象

差压式流量计通过测量两点间的压力差来计算流量。差压式流量计有很多种,皆是通过伯努利定律来测量流量,即流体流动过程中的压力衰减。实际上,正是初始的压力差驱动了流体的流动,也因为如此,这种类型的流量测量方法最具还原性。差压式质量流量计测量的就是形成气体流动的压力差。差压式质量流量计也不直接测量气体分子,而是通过非理想气体状态方程将测得的压力差计算至质量流量。

质量流量计中的压力传感器采用的膜片可两边受力变形,即在所有流量测量技术中有着最微小的偏差。倘若一台热式质量流量计工作时突然流量大小突然发生变化,那么被加热的毛细管即在还未恢复至初始温度的情况下就接受新的指令。在一台未消除原先振动的科里奥利质量流量计上气体流量大小发生变化也是同样的道理。以上种种均会产生迟滞现象。相比较而言,压力传感器的膜片在发生物理形变后的可迅速弹回,因此气体流量大小发生变化而产生的迟滞现象微乎其微,但压差的变化还是会使传感器膜片前后振动,这就是为什么您看到在一些压差式质量流量计产品手册上标注的测量响应速度为5毫秒。

不知道大家有没有玩过非洲鼓?膜片型压力传感器的迟滞现象其实有点类似打鼓。重击一下鼓面(即可看成压力较大时)将使鼓面振动并弯曲变形,振动在空气中传播即形成声音。张紧的鼓面可迅速恢复至变形前,这个过程其实也是需要一点点时间的,也就是迟滞现象。鼓面的张紧程度决定了迟滞现象的强弱。松弛的鼓面恢复速度较慢,花费较长时间才能停止振动,而张紧的鼓面则恢复较快。

由此我们可以知道快速的测量响应速度和微乎其微的迟滞现象是高精度流量测量的关键。微小的迟滞现象可确保您正在进行的气体流量测量过程不受先前测量的影响,甚至不受10毫秒前进行的测量的影响。这就是为什么差压式质量流量计非常擅于测量瞬变现象,比如测量油井或气井现场一些气压传动装置的瞬间峰值流量或探空火箭中的姿态调节喷嘴。

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艾里卡特成为全球最快质量流量控制器公司的三大理由

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能够生产世界上最快的质量流量计/控制器和压力设备是艾里卡特的自豪,也是客户选择艾里卡特的重要原因。那么,这个“最快”指的是什么?在艾里卡特工作数年之后,我发现是以下三方面原因使艾里卡特成为世界最快的质量流量控制器公司。

原因一:传感器响应快

相比于其他任何厂家的流量设备,艾里卡特质量流量控制器具有最快的响应时间。我们的传感器的采样频率能够做到1秒钟内采样近1000次。在流量控制器中,使用PID回路控制阀门开度,调节流量达到设定值。决定控制器响应速度的关键因素是阀门,阀门根据流量设定值与实际读数之间的差值来调节自身状态,这个过程阀门的控制响应时间大约是50-100ms,可以通过改变PID值来调节阀门响应的快慢。传感器本身是非常快的,每一毫秒都在监测压力的改变,进而体现出流量的改变。而热式的传感器,依赖于热量的吸收和传导,需要更长的时间来感测流量的变化,这是一个比较慢的物理过程。这就是层流压差式流量计比热式流量计快的一个原因。

那么,艾里卡特质量流量控制器到底有多快呢?下面视频中您可以看到:从0到满量程直至流量稳定,整个过程只用了27.6毫秒。

原因二:客户服务响应快

我们的技术支持电话和应用咨询、产品选型电话是不分家的,你不需要等待转接到合适的部门,因为我们的每一个人都可以迅速的为你提供专业的帮助。

如果你来电希望我们给你选择一款合适的质量流量控制器,或者帮你解决使用过程中遇到的问题,我们的任何一位应用工程师,比如我,都可以帮你解决技术疑问、故障问题和应用选型。事实上,我们卖出的每一个质量流量控制器都是根据客户的应用定制的,我们的应用工程师可以帮助你完成定制过程。

如果你给我们发来邮件,比如新订单,售后请求,或者常规咨询,我们将努力在1小时内回复你。我们还在上海设置了售后服务中心以缩短国内及亚太区用户的维修及校准周期。

原因三:方便的功能让工作效率更快

艾里卡特质量流量控制器内置了一个气体选择列表,可以方便的在不同介质气体间切换,这是一个与众不同的功能。许多其他品牌的质量流量控制器也可以切换气体,但往往伴随着很大的缺陷,比如:精度降低,或者需要使用一个K系数进行换算,或者需要重新校准。一些对精度要求高,不能接受精度降低的客户,就得等待数周返厂重新校准,或者停机等待备件替换。

艾里卡特质量流量控制器通过内置气体列表切换气体后,精度不会下降,而且切换过程简单迅速,一键完成。标准型的质量流量计/控制器内置了98种气体的校准曲线,耐腐蚀型的MS/MCS系列内置了131种气体,包括一些腐蚀性气体。使用艾里卡特质量流量控制器,就可以将一个设备灵活的应用于多种不同气体,而不需要浪费时间去重新配置、校准,这样既提高了工作效率,又节省了成本。

当然在其他方面艾里卡特也很快。你喜欢我们的哪方面呢?

 

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艾里卡特新增Modbus TCP/IP通讯协议

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艾里卡特质量流量计、质量流量控制、压力控制器已全面覆盖各种通讯协议。

Modbus TCP/IP通讯协议已兼容艾里卡特所有产品线,包括:质量流量计、质量流量控制器、压力控制器、水流量控制器。用户选配Modbus TCP/IP通讯后,即允许采用以太网数据线连接PLC(可编程逻辑控制器)和艾里卡特设备并进行Modbus工业自动化协议通讯。

艾里卡特带有Modbus通讯功能的质量流量控制器艾里卡特质量流量计、质量流量控制器、压力控制器快速、精密地测量和控制化工、医疗、制造业、电力工业等行业应用中的关键程序参数。所有被测与被控参数,如:质量流量、体积流量、压力、温度、气体、流量控制设定值、累计流量等,都可通过兼容的自动化通讯协议传输至中央PLC。用户还可以通过自动化通讯协议远程改写控制设定值、切换气体或其他命令。如今,用户就可以使用TCP/IP协议进行Modbus企业局域网或互联网通讯了。

除了最新开放Modbus TCP/IP通讯协议,艾里卡特还提供标准的Modbus-RTU, EtherNet/IP, DeviceNet和PROFIBUS等通讯协议。无论您正在搭建一个崭新的系统平台还是需要替换陈旧的设备,艾里卡特质量流量控制器是工业通用的、可简易替换的部件。所有艾里卡特设备均享有NIST可溯源校准证书、本地技术支持和有条件的终身质保。

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质量流量计、质量流量控制器、压力控制器固件版本升级至7v

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艾里卡特(Alicat Scientific)固件版本升级至7v,显示屏菜单操作更加简洁方便。

本次固件版本升级涉及哪部分产品?

所有在2017年5月22日及之后生产的质量流量计、质量流量控制器、压力控制器、数字式压力计、液体流量计、液体流量控制器的固件版本都已升级至7v(部分要求仍然使用旧版固件的客户除外)。

可以将现有设备的固件版本升级至7v吗?

产品序列号(Serial #) ≥ 135000 —— 除极少数特殊型号外,大部分可升级固件版本至7v;

80000 < 产品序列号(Serial #) < 135000 —— 其中一部分可升级固件版本至7v,请联系上海售后服务中心查询您的设备是否可以升级;

以上序列号的艾里卡特产品,可于下一次年度校准时免费升级固件至7v;如果您只需要单独升级固件版本,不用校准设备,我们将收取$80美金的升级费用。

固件版本7v的通讯方式与现有的6v一样吗?

是的。从6v升级至7v的时候,通讯协议和命令都没有改变,无论您使用何种通讯协议,命令设置都跟之前一样。

固件版本7v相比之前的版本有哪些变化?

固件版本为7v的设备在显示屏菜单结构上做了以下调整,考虑用户习惯,方便用户操作。

  • 新增基本设置菜单BASIC CONFIG,更方便进入气体切换GAS SELECT、单位切换DEVICE UNITS、工况切换STP/NTP等功能选项;
  • 新增调零菜单TARES,相比于旧版固件只能对流量调零,固件7v可以进行流量调零TARE FLOW、压力调零TARE PRESS、并新增自动清零设置AUTO TARE;
  • 新增菜单ABOUT,通过该菜单可查看设备信息DEVICE INFO、设备状态DEVICE STATE、制造商信息MFG INFO;
  • 取消杂项菜单MISC,旧版固件杂项菜单MISC1、MISC2中的选项可在7v固件ADV SETUP中找到,工况切换STP/NTP移至BASIC CONFIG项下。
功能选项 新版固件显示屏菜单(7v 旧版固件显示屏菜单(6v, 5v or 4v)
AUTO TARE         自动调零 MENU > TARES MENU > CONTROL SETUP
CONTROL SETUP控制设置 MENU > CONTROL MENU > CONTROL SETUP
DEVICE UNITS    单位切换 MENU > BASIC CONFIG MENU > MISC
DIAG TEST          诊断测试 MENU > ABOUT > DEVICE STATE MENU > MISC > MISC2 > DIAG TEST
FLOW ...
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恶劣气候环境下大气颗粒物监测仪的流量校准

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大气环境监测工程师们助力FP-25大气采样校准仪雏形诞生

呼吸一口清爽冰冷的空气,感受雪花拍打在脸上的瞬间。。。这样的场景是不是很美呢?你可知道这样的气候环境几乎导致所有流量校准仪的既定精度极限失效。幸运的是,FP-25大气采样校准仪不受丝毫影响。多亏所有现场大气环境监测工程师不断提出的宝贵意见,FP-25大气采样校准仪实乃为这类变化多端的气候环境量身定制的流量校准仪。

接下来我们就来讲讲FP-25大气采样校准仪如何诞生的故事。艾里卡特全新大气采样校准仪FP-25从研发到上市,几个测试版本经过美国国内具有代表性气候特点的环境监测站数轮反复试用,聆听了众多一线大气环境监测工程师的核心意见,才有了如今这台专用于所有大气颗粒物在线监测仪流量校准的FP-25大气采样校准仪

故事始于几个曾用过艾里卡特便携式流量校准仪的大气环境监测工程师,几位工程师在校准内含质量流量控制器的动态气体发生器的过程中颇为受挫,冗长的20个校准点过程极为繁琐,于是便将容积式流量计替换成了艾里卡特便携式流量校准仪,至此以后每个点的校准过程仅需短短几秒钟,即便在流量低至5 sccm时。

此后不久,艾里卡特推出了低压损便携式流量校准仪,其中一些工程师便将其用于工作在室外的大气颗粒物采样仪的流量校准。对一台实验室级别的高精度流量校准仪来说,要在室外苛刻的气候环境下工作实为不易。由此,我们便产生了设计一台既具有实验室级别的精度同时又能工作于恶劣气候环境下的流量校准仪的想法。

如何缩短热平衡时间

用过低压损便携式流量校准仪的工程师们告诉我们,校准仪在室外需花较长时间才能与环境温度达到平衡,尤其是在阳光照射强烈的晴天。被不锈钢整个包裹的内置的温度传感器十分适用于实验室内,挪到室外环境下就有点不济了。由此,我们将不锈钢换成了铝,相应减少包裹面积,但还是无法克服因热辐射产生的问题。

为了缩减热平衡时间,最初的设想是改动内部温度传感器的位置,将其往下垂直移动些便可更加精确地测量空气温度,即便只是人为地消除因太阳热辐射而造成的长时间热平衡问题。后来我们为FP-25大气采样校准仪增加了快速相应的外置温度探针,将气道内的空气温度修正至大气环境温度。作此改良后,FP-25大气采样校准仪即可于室外酷热的阳光直射环境下迅速启动开始流量校准并长时间工作,即便从开着暖气的车中取出马上置于冰点以下的环境温度工作,也仅需几分钟温度平衡。

如何保证零点以下的流量测量精度

大气环境是要全年监测的,美国北部和加拿大地区的工程师们常常需要在零下30度的室外环境下对大气颗粒物监测仪进行流量校准。零点以下温度环境对电子仪器设备有严重的破坏性,电池续航时间变短、LCD显示屏变暗甚至模糊、橡胶密封圈脆化等。在冰点以下的环境工作,活塞式流量校准仪将直接结冰从而无法工作,文丘里管式流量校准仪的压力传感器则变得无法预计的响应缓慢,从而导致流量测量的精度偏差。

在零度以下的工作环境保证流量测量精度十分具有挑战性。零点以下的温度变化将使电子压力传感器自身发生形变,从而导致响应偏差。对于这一广为熟知的棘手问题,艾里卡特的工程师们最终想出一创新的解决方案。我们对每一台FP-25大气采样校准仪的压力传感器在-30°C ~ +60°C整个温度量程范围内进行测试,于多个点监测其响应性能,最终生成每一台FP-25大气采样校准仪独有的压力-温度响应曲线,并将曲线融为此台FP-25大气采样校准仪最终流量与压力标定的一部分。得益于这一独特的设计,FP-25大气采样校准仪的流量测量精度相比于Alicat标准精度的流量校准仪更胜一筹,其流量读数精度在-30°C ~ +60°C这个温度量程范围内始终优于1%。

如何克服刮风、灰尘、雪花。。。对流量校准的影响

据几位工作在一线的大气环境监测工程师告诉我们,风力的影响在大气颗粒物在线监测仪的流量校准过程中由始至终都是一个不容小觑的严重问题,一片小小的雪花即能阻塞文丘里管流量计从而导致无法正常工作。这是因大气颗粒物在线监测仪的流量校准依据是体积流量,测量体积流量时伴随的最典型的特征就是气路中前后压差极小,从而不至于影响体积流量读数。也正是因为这极小的压损,使其对风异常敏感。确实如此!因为此时此刻我桌上的一台低压损便携式流量标定仪的显示屏上正跳动着由于办公室内开着空调而产生的空气流量的读数。灵敏至此无疑是绝对保证了流量测量的精度,但若处于有风的环境下工作却又衍生了另一个麻烦。此外,有风的天气还将把空气中的灰尘或雪花也一起带进流量标定仪中。

为解决这个问题,我们首先想到的是从大气颗粒物在线监测仪的制造商们那里找突破,因为大气颗粒物在线监测仪本身的防风防尘问题是很久以前就已被攻克的。每一台大气颗粒物监测仪的入口处都有滤膜用以过滤大颗粒尘埃,百叶窗式的设计使得进口管以下的空气流量不受风力影响。艾里卡特FP-25大气采样校准仪正是充分利用了上述这些大气颗粒物监测仪既有的防风防尘性能,将FP-25大气采样校准仪直接嵌入连接于大气颗粒物监测仪的进气管道下方,我们称之为直接模式。采用此连接模式,FP-25大气采样校准仪直接被接在PM10监测仪入口管段下方或PM2.5监测仪气旋切割器(VSCC)上方(如果有VSCC的话),彻彻底底地保护了流量传感器免遭刮风、灰尘、雨水、雪花的影响,从而确保FP-25大气采样校准仪校准流量读数时所处于的工况环境总是无限接近于大气颗粒物监测仪在正常工况下测得的流量读数。

大雪纷飞、狂风暴雨、艳阳高照。。。FP-25大气采样校准仪能在任何气候环境下正常稳定地校准每一台大气环境监测仪的流量。若您需要在其它特殊环境工况下校准气体流量,也欢迎告诉我们,艾里卡特十分乐意帮您排忧解难。

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艾里卡特质量流量计、质量流量控制器、压力控制器选型

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艾里卡特产品有数千种可选的配置,以确保你拿到的产品能够满足你的应用需求。在这篇新博客中,我们将带你详细了解Alicat的产品类别以及配置选项。

气体流量测量和控制

艾里卡特Alicat质量流量计如果你想要一款精确的气体流量测试设备,我们可以满足要求。Alicat质量流量计使用基于层流压差的流量测试技术,计算出体积流量,再转换成质量流量,并以气流内部温度和压力值来修正质量流量,可以同时测量质量流量(标准体积流量),体积流量(实际流量),温度和压力。这意味着你只需要用一台Alicat设备就可以代替一堆传感器组件。这些设备既可以配置成流量计,也可以配置成流量控制器。如果你只需要进行气体流量测量,可以选择M系列气体质量流量计,主型号名称通常以字母“M”开头。如果你需要对气体流量进行控制,可以选择MC系列质量流量控制器,来控制气体的质量流量、体积流量或压力。

气体流量——低压损系列

艾里卡特Alicat低压损质量流量控制器

如果由流量计带来的压力损耗或流量限制会对你的系统造成不利影响,那么你可以通过使用我们的低压损(Whisper)系列产品来解决这个问题。Alicat低压损(Whisper)产品使用加大的主体和层流片堆叠来获得明显降低的压损,使用更加灵敏的压力传感器来保证精度。这样也使得低压损产品具有更低的流通压力阈值。低压损系列产品通常在Alicat主型号名称中以字母“W”表示,例如MW,MWB,MCW,MCRW等。

液体流量测量和控制

艾里卡特Alicat液体流量控制器如果你的测试对象是液体,需要对液体流量进行测量或控制,我们的液体流量测试设备也许会很适合你。Alicat 液体流量计/控制器使用与气体流量计/控制器相同的工作原理,在测量纯水和去离子水时表现最佳。也就是说,我们有时候也可以根据客户需求定制用于测量或控制其他液体(例如醇类)的流量计/控制器,这取决于液体的粘度和材料兼容性(更多信息可咨询Alicat中国代表处)。所有液体流量产品主型号名称都以字母“L”开头,并且具有排气孔,用于排出流量计主体中残留的气体,这些残留的气体如果不排出可能会影响流量读数。如果你只需要进行液体流量测量,可以选择L系列液体流量计。如果控制液体流量大小,可以选择LC系列液体流量控制器。

压力测量和控制

艾里卡特Alicat压力控制器尽管我们的质量流量计系列设备可以同时显示和控制压力,但你可能不需要测量其他参数(例如质量流量,体积流量,温度),或者你在压力测量控制方面的需求是质量流量计无法满足的,比如量程、精度、或压力基准(表压,差压,绝压)。如果是这种情况,我们的压力系列产品可能会很适合你。我们提供满量程从2英寸水柱到1500PSI的压力计和压力控制器,提供丰富的配置选项,可选择输出表压,差压,或者绝压。所有的Alicat压力系列产品主型号都以字母“P”开头,其中压力控制器以“PC”表示。此外,在型号名称中代表传感器量程的部分,会标示出所用压力传感器的的类型——表压,差压,或绝压(分别以字母G、D、A表示)。

耐腐蚀型配置——流量或压力产品

艾里卡特Alicat耐腐蚀型质量流量控制器你在使用腐蚀性气体吗?或者你的气流中含有潜在的可冷凝组分吗?如果是的,你应该选用Alicat耐腐蚀型的“S”系列产品。Alicat耐腐蚀型产品的生产中使用了316L不锈钢传感器和FFKM全氟橡胶,这些材料对腐蚀性气体和冷凝水具有更好的抗性(尽管如此,你仍然需要保持流量设备干燥,防止水滴进入影响测量结果)。Alicat耐腐蚀型产品通常在主型号名称中有一个大写字母“S”(例如MS,MCS,MBS,MCRS,MCHS,PS,PCS,PCHS,PCRS,等)。

便携式(可充电的)——流量或压力产品

艾里卡特Alicat便携式流量标定仪你需要在无外接电源的地方测量流量或压力吗?通过内置锂电池,我们的所有产品都可以定制成可充电的便携式设备。这种配置还附带一个micro-USB连接线和一个插座式充电器。在野外无电力供应的情况下,对于配置黑白LCD屏幕的便携式产品,电池可以满足连续18小时的流量或压力测量;对于配置彩色背光TFT屏幕的便携式产品,大概可以连续使用5~6小时。所有Alicat便携式产品在主型号名称中都有一个大写字母“B”(例如MB,MWB,MBS,PB,PBS,LB等)。

艾里卡特Alicat便携式流量校准仪

如果你想要一套即便捷又有非常宽量程的设备,也许我们的便携式校准套装(PCU)会很合适。PCU套装包含了3台并排嵌入安装的Alicat质量流量计(可选标准型或低压损型),采用电池供电,快插式接口。三台流量计都是通过高精度校准的,具有流量累加器功能,且每一台量程范围都不同。PCU校准套装的型号名称以“PCU”或“PCUW”(低压损型)开头,型号中标示出每一台流量计的量程,例如PCU-50SCCM-5SLPM-500SLPM-D。

如果你是环保监测行业的,需要一台便携式流量校准设备对室外的大气颗粒物在线监测仪进行校准,我们有一款FP-25流量标定仪会很适合你。FP-25可以在任何气候条件下迅速、精确的校准每一台放置在室外的PM2.5/PM10大气颗粒物在线监测仪。

此外,我们也有专为OEM设备集成而设计的Basis质量流量控制器,具有轻便、小巧、经济、可靠的特性,其型号名称以“BC”开头。还有专门设计用于各类气相色谱仪、真空镀膜系统、医疗仪器内气路控制的电子压力控制模块EPC,具有快速、精确、紧凑、经济的特点。

以上包含了我们的主要产品类型。后续我们将更深入的讲解一些流量/压力控制器选型方面的知识,请继续关注。如果你想了解更多产品及应用方面相关知识,请关注我们官网或微信公众号,或联系Alicat中国代表处。

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为什么我的浮子流量计与Alicat质量流量计读数不一致

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浮子流量计又称为转子流量计,或变面积流量计(VAF)。它是将浮子球放在一个竖直的锥形管内,流体在锥形管内自下而上流过,使浮子在一个平衡位置静止悬浮,通过浮子平衡位置的高度测量标准条件下的气体或液体的质量流量。

订购浮子流量计时,必须选择一套确定的标准条件,包括气体类型、温度和压力,并以此进行校准。在实际使用中,如果使用工况改变,某一项参数偏离了标准条件,测量的准确性就会受到影响,因为浮子流量计不会随着使用工况的改变自动修正读数。即使被设置为标流量,例如“标立方英尺/分钟”,但测量刻度线是固定距离的,如果你的使用工况偏离了标准条件STP(或者你在测量另一种气体),刻度线并不会自动调整,那么你所测量的就不再是标立方英尺/分钟。所以,要想用浮子流量计准确的测量质量流量,就必须在标准条件下使用。

与浮子流量计相比,Alicat质量流量计是多参数的流量计,测量标流量和体积流量的同时还可显示过程压力温度条件。由于Alicat质量流量计可同时测量这几种参数,因此能够根据使用工况的改变实时修正读数,几乎不受工况影响。Alicat质量流量计通常显示的是标准质量流量,具有NIST可溯源性。

使用浮子流量计的客户拿到Alicat质量流量计后通常会问,为什么我的浮子流量计读数与Alicat质量流量计不一致?怎样使用Alicat质量流量计来校准他们的浮子流量计?通过前面的解释,我们知道尽管这两种流量计都可用于测量流量,但它们是两种不同类型的流量计,不同技术原理,不同测量条件。就像苹果与橙子,虽然同为水果,却是两种不同类型的水果。由于浮子流量计的读数准确性受流体类型、温度、压力等工况因素影响很大,而Alicat质量流量计会根据工况变化自动修正读数,测量结果不受工况影响,因此在非标准条件下,两者读数可能会存在较大差异。必须将浮子流量计置于标准条件下,两者的读数才能够进行对比匹配。

在实验室对浮子流量计进行校准时,需要通入指定类型的气体,将试验台置于指定的温度下,并使用压力控制系统将浮子流量计置于它的标准条件下。这需要较多的设备投入。当浮子流量计处于标准条件下,就可以调节它的读数与标准值一致,这样就完成了校准。

如果没有校准实验室,应该怎样使用Alicat流量计校准浮子流量计

温度对流量读数有一些影响,但工艺条件、气压、海拔等因素导致的压力变化对流量读数影响更大,除非温度变化很大。要将浮子流量计内部温度和压力调节到与标准条件一致需要一些传感器。在野外,你可以用一台距离浮子流量计尽可能近的Alicat质量流量计作为传感器,来获取温度和压力的读数。然后控制浮子流量计内部压力与标准条件一致,Alicat质量流量计与浮子流量计读数就具有可对比性了。

在浮子流量计后端竖直安装一个配带后置阀门的Alicat质量流量控制器,并将其设置为“闭环压力”模式,以控制浮子流量计的出口压力恒定,我们假设这个例子中出口压力为30 PSIA。如果量程和气体类型允许,也可以使用Alicat低压损质量流量控制器来降低压损,以保证压力不偏离标准条件。调节并确保Alicat质量流量控制器的气体类型和标准条件与浮子流量计一致。(Alicat质量流量计/质量流量控制器的可进行气体选择与切换及工况条件切换。)

然后在Alicat质量流量控制器上设置一个背压值来控制浮子流量计的出口压力,例如30 PSIA,这样就解决了浮子流量计的最重要影响因素——压力。现在已经将Alicat质量流量控制器与浮子流量计的标准条件匹配了,打开气源,就可以通过Alicat MFC的读数来校准浮子流量计了。

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配气与气体稀释过程中的挑战

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配气是一项呈现新挑战的科学,利用正确的设备可以事半功倍,毕竟,不尽人意的配气将最终影响后续产物。了解一个配气系统装置内的每一个部件的作用有助于改进整个工作过程。本文将从最开始的气源说起,列举一些大家可能会遇到的问题并给出建议,帮助您将配气过程设置得更加合理、有效。

气源

Alicat 艾里卡特 质量流量控制器 配气许多应用都选择项目现场进行配气,原因是从气体供应商处购买定制的混合气体价格相当昂贵。只采购纯气的话,不仅降低了成本支出,用户更可以根据应用要求随时调整成份气体的组成百分比,大大增加了便利性。除此以外,出于安全因素,定制的混合气体必须采用专用的钢瓶运输与存储,使用完后钢瓶更不允许随便弃置,有时甚至必须按规定返还气体供应商处。要将这些体积庞大的钢瓶放置在哪里?未用完的钢瓶混合气长久放置后将出现气体分层,密度大的气体将处于钢瓶底端、密度小的气体则积聚在钢瓶上方。若采用各种纯气进行配气,就无需每次使用前都要将钢瓶整个翻转过来上下互混一下了。

采用艾里卡特质量流量控制器分别控制每一路纯气气源的流量可快速配气并精确控制合成百分比。诺您需要测量某种混合气体的质量流量,无论直接采购的钢瓶混合气还是现场配置,都可通过COMPOSER气体编辑软件将该混合气的组成成份及各自比例存储于艾里卡特质量流量控制器中。

配气过程的控制

Alicat艾里卡特 质量流量控制器 配气在动态系统中,混合气的混合比例可能不会一直为75%A气体+25%B气体,若今天采用这个混合比例,第二天换成25%A气体+75%B气体,之后又改用50%A气体+50%B气体怎么办呢?周全考虑今后可能会用到的配气比例、从而确定量程范围,在采购质量流量控制器用于配气项目前十分重要。艾里卡特质量流量控制器预设了98~128种常用气体,允许用户随时现场切换,再也无需采购多台只限用于单一气体的质量流量控制器,大大节省了您的购置成本。

控制气体流量后,接下来就是精密混合了。若无法将管路设计成有足够的直角转弯段,就建议您采用静态混合。采用直角管路混合可使得气体作湍流运动,从而事先均匀混合。管路接于质量流量控制器出口端。

许多配气系统自带分析仪,可实时更新混合物数据。若混合比例不准确,分析仪将触发光报警或报警喇叭,从而提醒技术人员混合气体的组份百分比不合格。若您清楚知道正在工作的气体种类,那么内置的气体分析仪不适为一种不错的选项,因为气体分析仪都是用单一气体标定的。又或者您的资金足够充裕,也可以采用质谱仪,它可以检测判断样气中的所有成份。

压力反馈

Alicat 艾里卡特 质量流量控制器 焊接 配气在一些实时配气应用中,维持持续的压力十分重要。举个例子,在焊接应用中,保护气失压将导致欠佳的焊接,因为保护气用于防护焊接工件不受大气影响。保护气之所以会失压是由于配气系统内的气体不满100%,也可能受到多个焊机启停的影响。一套压力反馈系统(通常包含一台压力控制器、一台压力计、或单独一台可切换成压力控制模式的艾里卡特质量流量控制器)可控制每个焊机在一固定压力下的同时并灵活控制流量的增加或减少。

利用缓冲罐或稳定的体积可以缓解失压问题,有点类似于蓄气池,将气体存储起来直到使用该混合气。压力控制的问题也将归宿到选择一台适当量程的质量流量控制器,因为必须保证该质量流量控制器的有效工作量程范围可覆盖所有可能工况下出现的流量峰值和谷值。

软件

适当的气源、精密的质量流量控制器、压力计可打造一套精确、快速的配气系统,您或许还需要某些东西来实现同时控制所有元件。大部分情况下,可以在配气现场编写一个软件程序解决所有问题。然而,艾里卡特却又更加简单的方案——一个专门的配气软件Flow Vision MX,可同时连接10台质量流量控制器分别控制不同的配气气路,并另接一台艾里卡特压力计测量瞬时压力。若您需要在配气系统中集成额外与Flow Vision MX软件不兼容的仪器或设备,则可以下载LabVIEW驱动程序,通过LabVIEW控制整个配气系统。

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基础版质量流量控制器量程范围增加到20 SLPM

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外型轻巧、兼容性强、高精度的艾里卡特BASIS基础版质量流量控制器专为批量采购的OEM设备集成商而设计,满量程流量范围已覆盖100 SCCM、1000 SCCM、20 SLPM三种,均支持数字通讯。

随着量程范围的加大,基础版质量流量控制器的应用范围将更广,例如: 样气稀释、喷气反应 、气体混合系统等。

BASIS基础版质量流量控制器BASIS基础版质量流量控制器为OEM系统集成用户提供快速、高精度且经济的流量测量与控制方案。控制响应速度快至100毫秒的BASIS基础版质量流量控制器对入口处的流量波动作出实响应、将出口端流量稳定控制至规定的流量值,精度为NIST可溯源:+/-(1.5% Rd + 0.5% F.S.)。

BASIS基础版质量流量控制器向用户开放相对灵活的气体切换选项,用户可在欲标定气体Air, Ar, CO2, N2, O2, N2O中自行切换,但若预设气体为He或H2,则不可切换成其它气体。对于系统集成用户而言,灵活的气体切换意味着可将BASIS基础版质量流量控制器用于多个不同项目。气体切换可通过各种通讯模式实现――RS-485、RS-232、Modbus串口通讯以及0-5 Vdc模拟信号。BASIS基础版质量流量控制器同时开放数字通讯和模拟通讯,无论PLC或PC,均可轻松控制。

欲了解更多关于BASIS基础版质量流量控制器,请联系艾里卡特中国代表处

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气体的实际质量到底有什么特别?

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气体的体积、标准体积以及实际质量之间的区别

气体或液体的“流量测量”通常分为以下几种:

  • 体积流量:是指物质所占空间的大小,可看作“单位时间内的体积单位”(例:升/分钟)
  • 摩尔质量流量:通常简称为“质量流量”,即一定工况下单位体积内的气体分子数量,标准化的工况下表述为“单位时间内标准化的单位体积”(例:标准升/分钟、升/分钟)
  • 实际质量流量:是指摩尔分子的质量的测量,即:单位时间内的质量单位(例:克/分钟)

上述测量模式各有其应用场合,伴着测量复杂性的增加,对测量技术的挑战也是逐一升级,难度系数最高、测量成本最高的就是实际质量流量的测量。

正因为如此,艾里卡特质量流量计特有的可切换测量单位所赋予用户的利益才尤为显著,实际质量、标准(摩尔)质量、体积流量等,几乎涵盖了所有常用气体计量单位,从本质上来讲,其实是将原先的多变量测量仪器升级成为了多功能测量与控制设备。

为什么不是所有质量流量计都能测量气体的实际流量?

气体质量的测量是一个间接测量的过程,须测量气体的动力、重量或热容量。测量方法有好几种,其中一些方法仅适用于流动着的流体,比如:科里奥利质量流量计通过在一振动着的管道内测量因流过管道的流体所引起的振动差异从而测量流体流量。科里奥利原理的测量不受流体种类、流体是否洁净或管道粗细等影响,但设备极其昂贵,几倍于艾里卡特质量流量计的售价。另外,此方法只能测量流体的质量,其它任何诸如流过管道内流体的分子量等参数都无从获取,因为设备对流经管道内的介质一无所知。

固件版本升级为6v的艾里卡特质量流量计质量流量控制器即可测量预置气体列表中任意气体或用户自定义混合气体的实际质量,并按规定的测量单位输出。市场上其它质量流量计品牌也不乏有测量实际质量流量的功能,但仅限于已知的单一气体,通常的做法是出厂前将某一种气体参数预置于设备中,若用户欲改测其它气体,须将设备送回原厂重新设置,原因是此类质量流量计内无任何其它气体的粘度数据,因此无法进行自动补偿与修正,一旦换成其它气体,原先的气体标定溯源链即失效。

对艾里卡特质量流量计和质量流量控制器而言,用户切换气体时,设备将自动切换至相应的气体粘度值,即相当于切换气体后重新校准了设备。也正因为基于此原理,只要是在预置的98~130种气体列表内进行气体切换,艾里卡特质量流量计和质量流量控制器不存在同类品牌中常见的精度下滑问题。用户可在应用现场随时将质量流量计切换至实际质量的测量模式或切换气体种类,设备的精度将始终如初。用户再也无需为了测量气体的实际质量流量而特地采购昂贵的科里奥利质量流量计。

哪些应用要气体的实际质量流量?

上图所示的生化反应釜一例中,系统工程师会关注反应产生的气体总量(例如反应产生的甲烷总量),这类测量以千克为单位比以升为单位更为直观。反之,腔体内的反应过程最好通过控制质量流量的方式加以调节,这样便于计算气体的消耗和计算最终的产出。比如:反应产生的气体总量已有4千克,未来24小时需要2千克二氧化碳参与反应。

制药行业大量用到各种气体和液体,一个常见的应用就是氢化,用于化合生成薄膜。已知薄膜厚度、薄膜材料的密度、质量及镀膜面积可计算出需要参与反应的气体质量,因此,与其测得气体的标准体积后再换算成气体质量,若能直接测量进入过程系统中反应气体的实际质量则要方便许多。

艾里卡特质量流量计 流量单位切换界面测量单位时间内气体的实际质量着实为一全新、重磅的亮点 ,尤其在生化反应釜和制药行业中那些需要测量气体的实际分配质量或总量的应用中颇为重要。

 

 

操作简单

一些用户觉得测量气体实际质量这一性能十分受益,一些用户则对预置了气体的体积控制、标准体积控制或压力控制的智能型仪器情有独钟,简易的测量单位切换却是任何一个流体系统都能从中获益的性能,通过显示屏或串口通讯的几个简单操作步骤即可实现。今后,一台质量流量计或质量流量控制器即可辗转工作于多个应用项目、或重设流量单位用于各种计算需要。

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