Category: 技术对比

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Dec 17 2023

夹式流量计和 Alicat 便携式流量计
夹式流量计和 Alicat 便携式流量计便携式流量计的一个主要优点是无需内置到您的过程中即可测量流量。这里我们分析两种便携式流量计技术：常用的超声波夹式流量计和艾里卡特便携式压差式质量流量计。我们将讨论它们的工作原理、功能和常见应用，以确定何时使用其中一种更好。工作原理多普勒流超声夹式流量计工作原理多普勒夹式流量计利用多普勒效应来测量流体流量。它们的工作原理是将超声波传输到流体中，然后超声波被流动流体中的颗粒或气泡反射回传感器。发射波和接收波之间的频率变化用于计算流速。时差超声波外夹式流量计工作原理交通超声波夹式流量计利用超声波传播时间测量流量。一个波从上游换能器发送到下游换能器，另一波从下游换能器发送到上游换能器。两个行进时间之间的差用于计算流速。艾里卡特便携式流量计工作原理 Alicat便携式流量计是我们标准质量流量计核心技术的电池供电版本。他们利用层流元件 (LFE) 内产生的压降来测量质量流量。首先，LFE 将湍流转换为层流，压差 (DP) 传感器测量元件上的压降。然后使用泊肃叶方程计算体积流量，并使用温度和绝对压力测量值以及已知的气体特性将体积流量转换为质量流量。图3. Alicat层流元件图在此处更深入地了解层流 DP 工作原理外夹式流量计和 Alicat 便携式流量计的特点直插式还是夹接式？超声波外夹式流量计夹式流量计可以安装在管道固定装置的外部，使其非常适合非侵入式流量测量。艾里卡特便携式流量计采用在线测量，因此当设备连接到系统时，必须暂停或转移系统流量。准确性？夹式流量计非常适合测量流体速度。为了将这些速度测量值转换为有用的工程测量单位，必须知道管道的内径和流体密度。因此，夹式流量计的精度可能会受到管道中的弯曲和接头引起的流体流动动力学变化的影响，以及腐蚀和碎片堆积引起的管道直径变化的影响。此外，由于夹式仪表安装在管道外部，因此特别容易受到外部振动的影响。钳式流量计的测量精度通常为读数的±%2 至 ±5% 。 Alicat 便携式流量计配备绝对压力和温度传感器，因此即使在流体密度变化的情况下也可以准确计算体积和质量流量。大多数单位的精度为读数的 ±0.6% 或满量程的 ±0.1%（以较大者为准）。压力下降？ Alicat MB 系列现场质量流量计夹式流量计可产生零压降，并且在压降可能造成破坏的过程中工作良好。标准 Alicat 便携式流量计可在满量程下保持低至 1.0 PSID 的压降。对于低压应用，低压降便携式流量计可用于在满量程下保持低至 0.07 PSID 的压降。单相还是多相？根据技术的不同，外夹式流量计可用于清洁或肮脏的流量。时差外夹式流量计用于输送不含颗粒或气泡的清洁单相流体。另一方面，多普勒夹式流量计用于含有气泡或颗粒的多相流体，这就是它们经常用于废水流的原因。需要注意的是，颗粒必须以与流体相同的速率流动，否则只能测量颗粒较慢的流动。与大多数质量流量技术一样，艾里卡特便携式流量计需要单相流体的流量才能提供准确的质量流量读数。流体还需要清洁，因为气泡和颗粒可能会被 […]
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Dec 17 2023

适用于低流量液体应用的流量仪表
适用于低流量液体应用的流量仪表有多种流量技术可用于低流量液体应用中的测量和控制，从质量流量和压差到速度流量和正排量。在这里，我们分析了一些最流行的低流量液体流量解决方案，并评估了每种解决方案的用例。向前跳至… 科里奥利热的超声波层压差涡轮技术对比图科里奥利流量仪表科里奥利流量计和控制器可直接测量质量流量，且与流体特性无关 – 还可以测量密度。科里奥利仪器通过计算流量引起的振动变化的质量，然后将其转换为流量和流体密度来实现这一点。有关科里奥利工作原理的详细说明，请阅读此处。即使液体的百分比成分未知或发生变化，这些设备也能提供可重复、高精度的质量流量和密度测量。科里奥利技术的另一个值得注意的好处是广泛的材料兼容性。单个科里奥利装置可用于液体或气体（通常包括腐蚀性/侵蚀性液体）——大多数甚至不需要每年校准。主要限制是流动必须是单相的并且不能具有高粘度。这些特性使科里奥利成为高精度低流量液体应用的绝佳选择。使用 CODA 科里奥利控制器进行超低流量演示热式液体流量仪表热液体流量计和控制器通常通过测量电桥布置中两个加热器的电阻变化来计算流量。差值由流动体内的传感器测量，流量计算还依赖于与温度相关的流体特性。因此，设备预加载了包含流体属性的表格。当您需要高精度流量来实现低压降应用时，这些仪器是绝佳的选择。热液体流量装置的主要限制是，当流动的流体不是其校准的流体时，它们依赖于 K 因子校正。此外，它们无法准确测量液体混合物或成分变化的流体。当使用沸点非常低的液体时，这可能尤其成问题，这些液体在流动体内加热时有可能发生相变。对于流量极低毫克/小时的应用来说，热技术是一个不错的选择。超声波流量计超声波液体流量计由一对夹在管道上的传感器组成，并利用多普勒效应来确定流体速度。然后超声波穿过管道中的流体，传感器根据信号频率的变化计算液体流量。超声波流量计非常适合需要非侵入式流量测量方法（例如废水处理）的应用。由于仪表不与流体流动一致，因此这些仪表可以测量高腐蚀性液体，没有压降要求，并且维护往往更便宜。主要缺点是测量精度往往较低，并且特别容易受到过程振动和外部环境干扰的影响。层流差压流量仪表层流差压（层流 DP）液体流量计和控制器使用差压测量来计算标准化质量流量。这些设备使用传感器来测量流经层流元件的压降。然后，该值用于计算体积流量，并使用预加载的具有流体特性的表格中的信息将其转换为质量流量。这些装置无需预热即可提供高精度读数。层流压差计还可以作为便携式、电池供电的装置提供，可用于快速、移动的过程验证和流量校准。主要缺点是它们不能用于成分或性质未知的液体混合物，并且必须进行校准才能与精确的工艺液体一起使用。涡轮流量计涡轮流量计是一种用于测量低流量液体的薄型解决方案。它们的工作原理是测量安装在流中的多叶片转子的旋转速度。转速与体积质量流量成正比，可以利用已知的流体特性来计算质量流量。涡轮流量计采用精密滚珠轴承，在低流量下具有高精度，并且能够实现非常快的响应时间（甚至低至 3 毫秒）。它们还可以在较宽的流量和工作温度范围内运行。这些功能使涡轮液体流量计成为电机和发动机开发中测量燃料和冷却剂流量的良好选择。不建议将涡轮流量计用于流动肮脏或腐蚀性液体，因为内部轴承可能会损坏并且校准会受到干扰。技术对比图科里奥利热的超声波层流DP 涡轮准确性高的低-中低的中等偏上高的响应时间中等的中等的中等的快速地非常快无需预热 ✓ ✓ […]
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Dec 17 2023

气体流量仪表的类型
气体流量仪表的类型有多种方法可以测量和控制流量。在这里，我们比较常见的质量流量和体积流量技术，包括科里奥利流量计、层流差压流量计、热流量计、超声波流量计、转子流量计、光学流量计和文丘里管。向前跳至… 层压差科里奥利热的超声波可变面积光学的文丘里管层压差压质量流量仪表基于层流差压（层流 DP）的质量流量计和控制器利用层流元件 (LFE) 内产生的压降来测量流体的质量流量。为此，LFE通过将湍流分成一系列薄的平行通道，将湍流转换为层流。然后使用差压传感器测量通道上的压降。 Alicat层流元件图由于通道内的流动处于层流状态，因此可以使用泊肃叶方程将压降与体积流量联系起来。然后可以使用温度和压力相关的密度校正因子将体积流量转换为高精度、标准化的质量流量。用例层压差压流量装置无需预热时间，并且由于其结构精确的几何形状而具有很高的精确度。然而，材料上的任何堵塞或凝结都会改变几何形状，从而影响系统精度。因此，这些设备不应用于流动冷凝气体或脏气体。层流测量还取决于气体在变化的压力和温度下如何反应的准确数据，这意味着需要了解准确的气体成分才能进行准确的测量。基于层流压差的质量流量控制器的工作原理科里奥利质量流量仪表科里奥利质量流量计和控制器利用科里奥利效应来测量流体的真实质量流量。流体流经电磁驱动的一根管（或一组管）。当流体通过时，移动管会经历与其初始振动模式相比非常微小的偏转。传感器测量这种偏转的幅度，这完全取决于流体的质量。这样可以通过科里奥利仪器进行精确、真实的质量流量测量。用例即使对于密度变化的气体，科里奥利设备也能提供可靠、高精度的质量流量测量。这使得它们非常适合气体成分发生变化或具有未知物理性质的应用。由于科里奥利流量仪表可由多种材料制成，因此也可用于卫生应用以及腐蚀性、肮脏或腐蚀性气体。虽然科里奥利流量设备的购买成本往往较高，但与许多其他流量计相比，它们只需要很少的维护，并且使用寿命内的拥有成本较低。一些科里奥利设备甚至可以测量泥浆等多相流体，尽管这通常仅适用于更高流量的型号。科里奥利的主要缺点是对外部振动敏感。科里奥利质量流量计的工作原理热流量仪表顾名思义，热流量计和控制器利用热量来测量流体的流量。热技术传统上以两种方式之一工作。第一种类型测量维持加热元件固定温度所需的电流。当流体流动时，颗粒接触元件并消散或带走热量。随着流量的增加，需要更多的电流来将元件保持在固定温度。该电流要求与质量流量成正比。图 2. 热式质量流量计的工作原理第二种热法涉及测量元件或“热线”两侧两点的温度。当流体流过元件时，它会将热量带到下游，从而提高下游温度传感器的温度并降低上游传感器的温度。温度的变化与流体的质量流量有关。用例热流量仪器根据特定的气体特性进行校准，并且为了保持精度，因此主要用于纯气体以及具有不变的已知成分的气体。热流量设备的最大优点是它们可以插入大型管道中以测量已知气体的在线流量。它们还可以承受更高的压力，但代价是产生较大的压降。腐蚀性气体和涂层气体可能会损坏传感器或需要频繁维护，特别是在被水污染的情况下。超声波流量计超声波流量计使用声波来测量流体的流量。多普勒流量计将超声波传输到流体中。这些波被流体中的颗粒和气泡反射。发射波和接收波之间的频率变化可用于测量流体流动的速度。飞行时间流量计利用发射和接收的声波之间的频率变化来计算流速。图 3. 超声波多普勒流量计工作原理图 4. 超声波飞行时间流量计的工作原理如果您需要测量流量，但无法在流路中安装侵入性的新固定装置，那么超声波流量计可能是一个很好的选择；有些仪表的传感器可以直接绑在或夹在管道的外部！超声波流量计使用的两种方法是多普勒和传播时间。两种类型的仪表都会向流体介质发射超声波束。多普勒流量计测量多普勒效应引起的光束频率变化，并使用已知的流体声速来确定流量。时差流量计发出两束光束，这些光束反射回流量计中的接收传感器。两个光束的传输时间可用于求出平均流体速度和流体的声速。便携式层流差压计与超声波夹式流量计的比较用例超声波流量计准确、可重复，并且在极端压力和温度下运行良好。它们独特的优点是可以简单地夹在管道上并提供非侵入式流量测量。因此，该仪表没有接液部件，可以在管道不受干扰的情况下使用——尽管这会降低测量精度。此外，由于超声波流量计实际上并不接触流体，因此它们可用于卫生、腐蚀性或侵蚀性气体。与这里讨论的大多数其他仪表不同，这些仪表可以准确地流动带有气泡和涡流的气体。这些仪表的主要限制是它们只能流动传导超声波的气体。它们对过程振动也特别敏感，并且随着管道直径的变化（例如当管壁上堆积物堆积时），它们会失去精度。转子流量计 […]
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Dec 17 2023

热与层压差压质量流量测量技术
热与层压差压质量流量测量技术选择质量流量测量技术时，需要考虑许多重要因素，包括：准确性压力和流量限制重复性响应速度调节比气体或液体兼容性成本两种常见类型的质量流量测量技术包括层流压差和热力。虽然热技术的历史较长且更为人所知，但层流压差技术在许多方面都具有优势。在这里，我们讨论这些优点，并使用实验室制造的钻石作为示例应用来深入探讨它们的好处。即使在工艺条件波动的情况下，多种气体的精度也更高对于热式质量流量仪表，精度受到比热容假设误差和计算限制（例如在气体之间切换时的K 系数转换）的限制。相比之下，艾里卡特的层流压差质量流量仪器预装了充满温度和压力数据的气体表。因此，即使在过程条件波动或在超过 98 种不同气体之间切换时，它们也能提供极其准确的质量流量测量。由于其高精度和可重复性，层流差压质量流量仪器通常被信任作为校准标准，例如层流 molbloc。更快、近乎瞬时的预热时间热质量流量设备可能需要 30 多分钟才能预热，而 Alicat 层流压差质量流量设备在不到 1 秒的时间内就准备就绪。节省的时间意味着更高的产量和盈利能力。限制较少，无需直管由于对流加热的性质，热式质量流量仪表必须采用直管和完美的水平一体化安装。相反，层流差压质量流量仪表可以安装在任何配置中，因为调整其流量体方向不会影响测量。限制较少的层流压差质量流技术可以在任何方向上添加，从而大大增加了设计系统时的工程可能性。更宽的工作范围（调节比）由于其机械限制，层流压差质量流量装置的调节比或控制范围通常大于热质量流量装置。艾里卡特的大多数层流差压质量流量仪表的运行控制范围为满量程的 0.01 至 100%（10,000:1 量程比），而大多数热式质量流量仪表的量程比仅为 100:1 或 50:1。层流压差质量流量技术限制了控制不同流量范围所需购买的单个设备的数量。因此，需要大范围流量控制的应用极大地受益于层流压差技术。快速比较图热的不同的压力准确性 1–2% <1% 控制范围 50:1 或 100:1 调节比 10,000:1 调节比未知气体成分不不启动时间 >30分钟 […]
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Dec 17 2023

选择流量仪表的十大参数
选择流量仪表的十大参数本文最初于 2021 年 1 月 8 日发表在 Process Instrumentation 上。请在此处阅读原文。市场上质量流量计的选择范围很广，找到一款适合某一应用的质量流量计似乎很困难。了解比较仪表时要寻找的内容会让事情变得更容易。向前跳至 10 个参数流量计的主要区别在于测量流量的方式。流量计直接或间接测量流量，并且该测量可能取决于也可能不取决于流体特性。例如，一台仪表使用压差测量和已知气体特性间接计算质量流量，而另一台仪表直接且独立于气体特性计算质量流量。在流体兼容性、工作范围、测量规格和价格方面，仪表之间也存在相当大的差异。本文介绍了四种常见仪表技术的基本工作原理以及为应用选择适合流量计时需要考虑的 10 个参数。常见质量流量技术的工作原理科里奥利流量计科里奥利质量流量计利用科里奥利原理直接测量质量流量，与流体特性无关。这些仪表包含一两个管子，这些管子以管子的谐振频率进行电磁振荡。这种振荡是由沿管长度不同点的传感器测量的。当没有流量时，管子对称振荡，各点之间没有相位差。当流体通过时，管会扭曲，从而引起点之间的相移，该相移与流体质量流量成正比。这种测量不依赖于压力，唯一的温度影响是机械或电子的，导致零偏移，比其他技术小一个数量级。什么是科里奥利效应以及它如何让我们测量质量流量？层流差压流量计层流质量流量计通过压差间接测量质量流量。这些流量计包含将湍流转换为层流的流量元件。传感器测量这些流量元件的压降，仪表使用该数据以及泊肃叶方程来计算体积流量。然后，仪表借助预加载的考虑了温度和压力的气体特性表，将体积测量值转换为标准化质量流量。尽管涉及多个变量，但高精度传感器可确保读数准确。由于每种气体的质量流量计算不同，因此选择正确的气体非常重要。什么是压降？热式流量计有两种主要的热式流量计技术，每种技术都使用温度传感器直接测量流量。此外，热式流量计的测量取决于气体特性，气体特性随温度而变化，因此它们加载了气体表。第一项技术是热旁路流量计。它的工作原理是引导一小部分流体流过包裹在加热元件中的毛细管，两侧均配有温度传感器。当没有流量时，传感器之间没有温差。但传入的冷流通过第一个传感器，温度下降。然后，气流在经过加热元件时被加热，从而提高了第二个传感器的温度。传感器之间的温差与流量成正比。第二种技术是热式 MEMS或 CMOS 流量计。它通过维持加热传感器和流动温度传感器之间的温差来工作。当没有流量时，传感器两端的温差是恒定的。流量导致流量温度传感器冷却，并添加加热电流来补偿变化。该电流与质量流量成正比。MEMS 仪表相对于热旁路仪表的明显区别就是响应速度快且封装尺寸小。选择质量流量计的10个参数流量使用的气体或气体温度运行压力压降价格准确性响应时间预热时间稳定的测量范围（量程比）流量、气体选择和温度图 1. 每种技术的可用流量和温度范围。注意 x 轴上的对数刻度。首先确保流量计与应用的流速、气体选择和温度兼容非常重要，各种技术的这些范围如图 1 […]
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Dec 17 2023

用于生物加工的转子流量计与 Alicat 流量计
用于生物加工的转子流量计与 Alicat 流量计任何生物过程都需要流量计来为生物反应器供料、驱动过滤和色谱以及监控关键过程参数。在这里，我们对两种流量计技术的工作原理和主要特征进行了比较：转子流量计和艾里卡特质量流量计。然后，我们为生物加工应用中的每种技术提供推荐的用例。转子流量计工作原理转子流量计测量体积流量利用变面积原理。转子流量计由锥形管内的浮子组成，通过管的流体的向上力决定了浮子的位置。这就产生了一个设定的操作范围：流体的向上力是流量的函数，浮子随着流过仪表的体积流量线性上升和下降。随着流经流量计的流体的速度水头和浮力增加（值得注意的是，浮力主要与液体相关，因为它对于气体可以忽略不计）。当流体的力与向下的重力相等时，浮子达到稳定状态并提供稳定的流量测量。体积流量表示每单位时间流经系统的气体体积（例如升每分钟）。艾里卡特流量计工作原理艾里卡特质量流量计测量流过流体的压差。然后，他们使用哈根-泊肃叶方程将该读数转换为体积流量。最后，他们使用体积流量和瞬时流体温度和压力测量值来计算质量流量。体积流量代表流经系统的气体体积，而质量流量代表流动气体颗粒的数量。这很重要，因为气体是可压缩的，并且气体体积会随着温度和压力条件而变化，而质量则不会。因此，质量流量计可以在各种过程条件下测量和比较流量。质量流量要么显示为标准化体积流量（例如标准升每分钟），要么显示为单位时间重量的“真实”质量流量（例如克每分钟）。特性比较下表比较了转子流量计和艾里卡特质量流量计的主要特性（技术和其他方面）。艾里卡特流量计转子流量计工作范围高达 10,000:1 平均 50:1 通讯和数据记录数字显示、模拟 I/O、串行通信和/或工业协议手册（阅读并记录）可变输出质量流量、体积流量、压力和温度体积流量定制化所有装置均根据应用需求定制设计有限定制一体化轻松与系统设备和数据系统集成安装简单灵活性燃气表可以处理过程后挡板需要电源在艾里卡特进行校准/维修燃气表不会被液体损坏无电源要求常用零件成本 $$$ $ 生物加工应用的设备建议转子流量计简单且成本低廉，而 Alicats 可能有利于优化过程分析技术 (PAT) 或 Pharma 4.0 的生物加工环境。下表包含根据您的工艺开发优先级为您的生物工艺流量计推荐的设备。优先事项推荐设备原因精确 […]
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夹式流量计和 Alicat 便携式流量计

适用于低流量液体应用的流量仪表

气体流量仪表的类型

热与层压差压质量流量测量技术

选择流量仪表的十大参数

用于生物加工的转子流量计与 Alicat 流量计