Category: 工作原理

  • 质量流量和体积流量有什么区别?

    质量流量和体积流量有什么区别? 在确定哪种流量仪表适合您的应用时,了解质量流量和体积流量之间的差异非常重要。在这里,我们介绍质量流量和体积流量的概念,并讨论每种测量的用例。 什么是体积流量? 体积流量,也称为实际流量,是单位时间流经仪器的流体体积的量度。常见的测量单位包括 LPM(升每分钟)和 CCM(立方厘米每分钟)。 什么是质量流量? 在气体质量流量行业中,质量流量是校正到标准条件的体积流量的表达式。计算质量流量需要参考标准温度和压力条件,例如25 °C 和 14.696 PSIA 或 0 °C 和 760 torr。常见的测量单位包括 SLPM(标准升每分钟)和 SCCM(标准立方厘米每分钟)。 我应该测量质量流量还是体积流量? 这实际上取决于您的应用程序的目标。在确定是使用体积流量还是质量流量时,确定是否要测量/控制过程流体的设定体积或分子数量非常重要。 何时使用质量流量 许多应用都受益于质量流量仪表,因为它们可以精确测量和控制气体分子流入或流出过程的流量。在任何选定的质量流量下,无论温度或压力条件如何,流过测量点的分子数量都是恒定的。质量流量也可以被认为是摩尔流量。 质量流量应用示例 气体混合应用受益于质量流量仪表,因为气体混合物通常是根据体积比来定义的。这可能会令人困惑,因为实际上这些是摩尔比。如上所述,流量行业将质量流量定义为摩尔流量测量的一种形式。因此,应该使用质量流量来确定“体积”混合比。 贸易交接应用受益于质量流量测量,因为有必要了解所使用气体的质量。 质量流量用于调节生物反应器中的氧气和CO 2水平。脉冲调制喷射利用质量流量控制器在生物反应器中产生尺寸均匀的氧气泡。精确的低流量控制可确保生物反应器适当充氧并有效去除有毒的CO 2 。 制造光纤时,需要高精度的测量和控制。质量流量设备用于燃烧器控制应用,以控制加热预成型件的气体并帮助控制薄层沉积。它们还用于通过将氩气送入熔炉来促进拉丝过程。这可以防止炉元件烧毁。 何时使用体积流量 体积流量仪表通常比质量流量设备便宜,如果您需要测量或控制特定的实际气体流量而不考虑过程气体的密度,那么体积流量仪表是一个不错的选择。 质量流量应用示例 工业卫生和环境空气监测是利用体积流量的两种应用。每个项目的目标都是量化环境条件下特定体积空气中的颗粒数量。 艾里卡特质量流量仪表 艾里卡特层流差压气体流量计和控制器提供质量流量和体积流量读数。这允许用户选择对其应用最有意义的测量并比较两者,或者在质量流量和体积流量的闭环控制之间切换。Alicat 还拥有用于真实质量流量和液体流量设备的科里奥利 仪表和控制器。质量流量和体积流量设备之间的主要区别在于它们使用温度和压力传感器。 联系应用工程师寻求支持

  • 什么是压降?

    什么是压降? 压降是气体通过仪器时永久损失的管路压力量。这种损失是由于气体接触的部件的摩擦阻力造成的。管线中的每个仪器和配件都会产生一定的压降。 在本文中,我们将探讨压降的一些细节,并讨论它如何与 Alicat 设备配合使用。 计算压降 通过计算气体进入仪器和离开仪器时的压力差来确定压降。进行这种测量的最简单方法是将设备的入口和出口连接到差压传感器。 进行这些测量时,重要的是要考虑以下因素: 在层流条件下,压降与体积流量成正比(流量加倍,压降也加倍)。 当流动为湍流时,压降随着体积流量的平方而增加(流量加倍,压降增加四倍)。 增加共模压力会增加压降。 压降随着气体粘度的增加而增加。由于气体温度的升高会增加其粘度,因此压降也会随着气体温度的升高而增加。 最大压降——满量程流动 每个 Alicat 设备规格表都列出了标准条件下排入大气时满量程流量下的最大压降。该压降表示仪器在满量程流量下运行同时向大气排放所需的最小入口压力。 对于任何气体过程的工作,可用的系统压力必须大于系统中组件在预期操作流量和温度下的总压降。如果系统入口处提供的压力太小,则将没有足够的气体压力以满量程流量通过工艺的所有组件。 例如,20 SLPM MC 系列质量流量控制器的满量程压降为 20 PSID。在压力 < 20 PSIA 时,设备将无法达到满量程流量。 低压降应用 在可用入口压力很小或背压很大的过程中,使用低压降的设备尤为重要。Alicat 的 Whisper 低压降质量流量计和控制器的最大压降低至 0.07 PSID。 这些设备具有更大的流通体和独特布置的层流元件,导致压降比标准设备低 10 倍。Whisper 仪器还利用更灵敏的压力传感器套件来充分利用较低的压力读数。 联系应用工程师寻求支持

  • 什么是质量流量?

    什么是质量流量? 大多数艾里卡特设备测量和控制气体的质量流量。当气体流经 Alicat 时,它会流经带有温度和压力传感器的流道。这些传感器测量气流的瞬时温度和压力,并结合已知的气体特性使用该信息来计算质量流量。 该质量流量实际上是根据一组特定的温度和压力条件标准化的体积流量。 使用瞬时温度和压力读数计算质量流量 想象一下氩气流过 Alicat 质量流量仪器。流内的传感器读取 23°C 和 20 PSIA,这些值显示在设备的屏幕上。然而,这些值并不直接用于计算质量流量。 每个 Alicat 设备都加载有包含 3 维气体属性数据值的气体表。这些表格绘制了质量流量设备整个可用范围内的 NIST 可追踪气体压缩性和粘度数据与压力和温度的关系。屏幕上显示的质量流量是气体 在标准温度和压力 (STP) 条件下流动时的体积流量。  简单步骤如下: 该装置利用气体的实际温度和压力来计算瞬时体积流量。 该设备使用一种算法来计算气体在 25°C 和 1 atm 下的流速。 该设备输出标准化体积流量或质量流量。 直通车条件 无论是在 23°C 和 20 PSIA、-10°C 和 56 PSIA、还是 42°C 和 14 PSIA 下流动……屏幕上显示的质量流量始终是相同的值。所有测量值均使用 STP 条件转换为标准化体积流量。默认 STP 条件为 25°C 和 1 atm (14.6959 PSIA),但这可以调整。 […]

  • 什么是层流?

    什么是层流? 层流是艾里卡特差压仪器工作原理的关键,使它们能够在非常宽的测量和控制范围内输出高精度的质量流量。 在本文中,我们简要讨论不同的流动类型,重点关注层流。 湍流、层流和过渡流 当流体流经通道时,可以将流体描述为湍流、层流或过渡流体。 通过通道的湍流 通过通道的层流 通过通道的过渡流 湍流 湍流是最常见的流动类型。这种类型的流动是混沌的,其压力和速度在整个流道中变化很大。湍流并不存在于均匀的层中,而是在整个流道中混合。 其特征在于压降与流速的平方成正比。 什么是压降? 层流 层流也称流线流,是平滑的、分层的。它更可能发生在较低流速、小流道和高粘度流体中。层流在整个通道上表现出均匀的速度分布。在通道中心附近流动的流体以最高速度移动,并且当其接近通道壁时可预测地减小。 在层流条件下,压降和流速之间存在线性关系。 过渡流程 过渡流表现出层流和湍流的特征。流体在通道边缘是层流流动,但在中心是湍流流动。湍流与层流的确切比例可以从几乎完全层流到几乎完全湍流变化。 使用过渡流精确计算压差读数非常困难,因为压降与定义不明确的多项式成正比。 你怎么知道流动是否为层流? 1800 年代末,奥斯本·雷诺兹提出了雷诺数 (Re)。该数字可用于预测特定条件下的流动类型。 雷诺数通常*属于指示流动是层流、湍流还是过渡流的范围。 层流: Re < 2,000 过渡流量: 2000 < Re < 4,000 湍流: Re > 4,000 *这些数字可能会受到通道壁表面光洁度的极大影响。 将湍流转换为层流 要降低雷诺数并获得层流,您可以降低流速或流道尺寸。您还可以流动密度较低或粘度较高的流体。 下面的视频演示了 Alicat 设备如何将湍流转换为层流。 联系应用工程师寻求支持

  • 与 Alicat 的 RS-232 通信

    与 Alicat 的 RS-232 通信 串口通信视频教程 RS-232 协议是与 Alicat 设备通信的默认方法。虽然仪器还可以使用各种其他协议(RS-485、PROFIBUS、EtherCAT、Modbus RTU 或 TCP/IP、DeviceNet、PROFINET 和 EtherNet/IP)进行配置,但久经考验的真实 RS-232 通信标准仍然是首选-to 命令和读取 Alicats 的方法。 不太标准的 RS-232 标准 RS-232 协议最初于 50 多年前(即 1960 年)推出。RS-232 能够长久存在的主要原因是它是一种有用的、低电平的、基本的信号,具有相当宽松的操作指南。 1962 年,RS-232 通信标准的唯一应用是连接机电打字机及其主机/调制解调器,通常称为“电传打字机”系统。当随后开发出更先进的电子机器时,专有的改编导致了非标准的引脚分配、连接器和信号电压电平。例如,最初的规范要求使用 DB-15 连接器,但在过去 30 年中,大多数 RS-232 产品都采用了 DB-9 连接器(技术上称为 DE-9M)。 它是如何工作的? RS-232 线路上发送的数据仅由相对于接地参考的正 (+) 和负 (-) 电压脉冲组成。一个设备发送的一组 +/- 脉冲由接收设备仔细计时,然后使用连接的硬件对其进行解码。 RS-232 协议不用于字符编码、间隔、起始位、停止位、位顺序、错误检测、位传输速率等。相反,它们是由用户连接的电路建立的。这通常采用串行通信端口及其相关芯片和晶体管的形式。 COM 端口代表所连接的计算机或外围设备来理解脉冲。作为参考,RS-232 […]

  • 工作原理:层流压差质量流量技术

    工作原理:层流压差质量流量技术 大多数 Alicat 质量流量仪器都使用层流压差技术来测量超过 98 种气体的高精度质量流量。 在本文中,我们将解释这些设备背后的工作原理。 Alicat 设备如何测量质量流量 艾里卡特压差设备使用四个简单步骤来计算质量流量。 将湍流转化为平滑的层流 测量流道上的压降 计算体积流量 计算标准化质量流量 该视频简要概述了此过程: 计算体积流量 艾里卡特设备包含一个称为层流元件 (LFE) 的流道,可将所有湍流转换为层流。该仪器首先测量 LFE 上的压差,然后使用泊肃叶方程计算体积流量。 泊肃叶方程显示了体积流量、压差 (ΔP) 和绝对粘度 (η) 之间的线性关系。在简化方程中,K是一个常数,包含 LFE 的几何因素。 计算质量流量 层流差压质量流量仪器使用体积流量和一系列密度校正因子来计算质量流量。 结合起来,您可以生成一个使用体积流量、温度、压力和气体压缩率来计算质量流量的方程。 在艾里卡特质量流量设备中,离散的绝对压力传感器放置在流动流的层流区域中。该信息被发送到微处理器,并与来自离散绝对温度传感器的数据相结合,以进行正确的质量流量计算。 联系应用工程师了解流量解决方案

  • 工作原理:科里奥利质量流量技术

    工作原理:科里奥利质量流量技术 Alicat 的 CODA 系列质量流量计和控制器采用科里奥利工作原理并使用下述单管设置。该视频演示了测量过程: 科里奥利效应通常用来解释为什么飓风、龙卷风和台风在南半球顺时针旋转,而在北半球逆时针旋转。这种现象的发生是由于虚构的科里奥利力,该力导致在旋转参考系内移动的物体出现明显偏转。在天气示例中,穿过大气层的空气被引导到右侧或左侧(取决于半球)并确定天气体的旋转方向。 虽然牛顿运动定律充分描述了静止框架内物体的运动,但它们需要虚拟科里奥利力提供的附加校正因子来描述旋转参考系内的运动。这是必要的,因为对象在物理上并未束缚于用于表征其运动的参考系或坐标系。因此,当参考系在物体下方旋转时,物体看起来会偏离初始路径。 预期路径与实际路径之间的差异可以通过科里奥利效应产生的偏转来测量。 图 1. 科里奥利效应影响轨迹 一个有助于解释的现实世界示例:想象一个人仅使用牛顿定律计算球轨迹。然后,该人站在北极附近的一个地点,将球直接向南发射到赤道上的目标。如果地球是一个完全静止的参考系,球就会落在目标上。但由于地球在旋转,球实际上落在目标以西的某个地方。球在空中的时间越长且距离赤道越近,这种向西偏转的幅度就越大。 科里奥利和质量流量:动态二重奏 这与质量流量有什么关系? 标准质量流量设备,例如基于热或压差的质量流量计和控制器,使用测量的温度变化或体积流量值结合已知的流体特性来计算质量流量。然而,基于科里奥利工作原理的流量计和控制器的独特之处在于它们能够直接测量质量流量,而不依赖于这些特性。 这是通过巧妙利用科里奥利效应而实现的。一根管子(或一组管子)通过电磁驱动,起到移动参考系的作用。进入设备的所有流体都流过移动管,并与预期路径发生非常微小的偏转。传感器测量管内不同点之间振动相移的偏转幅度。这种偏转仅取决于流体的质量,因此无论流体的性质、成分和温度如何,科里奥利仪器都可以提供精确的质量流量测量。通常包括单个温度传感器来测量管的温度,因为其物理特性会随着温度的变化而略有变化。

  • 区分通信选项

    区分通信选项 本文概述了 Alicat 的各种通信选项。有关更详细的规格,请查看此页面。  选择与 Alicat 设备配合使用的理想通信协议取决于以下因素:  偏好模拟、串行或工业协议通信  所需操作距离  所需的数据传输速度  所需的设备链接配置  连接设备总数  熟悉通讯选项  期望的数据准确性  Alicat 提供各种模拟、串行和工业协议通信选项,以满足您的所有特定应用需求。   Alicat 模拟通讯选项   Alicat 提供通过电流或电压传输数据的模拟通信选项。由于电压降,电流更适合长工作长度。相反,电压提供了更多的控制选项。与串行通信相比,模拟信号可能具有高达 0.25% 的额外读取误差。Alicat 的模拟选项包括:  0-5伏  0-10伏  1-5伏   4-20毫安  艾里卡特串行协议   Alicat 串行命令接口是用于所有 Alicat 设备的控制、校准和编程的本机通信接口。该接口在 RS-232 或 RS-485 上使用ASCII ,其中RS-232是默认选项。这是与 Alicat 设备通信和编程的强大方式,因为所有内部软件(例如 FlowVision 2.0)都是围绕该框架构建的。   每个 Alicat 设备都使用 RS-232 或 RS-485 格式的基础电路板,然后通过物理方式或通过软件与兼容的工业协议或其他控制系统进行通信。   Alicat 提供 FlowVision 2.0 和Alicat 串行终端选项,用于与设备通信串行命令。Alicat […]

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