大多數艾里卡特設備測量和控制氣體的質量流量。當氣體流經 Alicat 時，它會流經帶有溫度和壓力傳感器的流道。這些傳感器測量氣流的瞬時溫度和壓力，并結合已知的氣體特性使用該信息來計算質量流量。

該質量流量實際上是根據一組特定的溫度和壓力條件標準化的體積流量。

使用瞬時溫度和壓力讀數計算質量流量

想象一下氬氣流過 Alicat 質量流量儀器。流內的傳感器讀取 23℃ 和 20 PSIA，這些值顯示在設備的屏幕上。然而，這些值并不直接用于計算質量流量。

每個 Alicat 設備都加載有包含 3 維氣體屬性數據值的氣體表。這些表格繪制了質量流量設備整個可用范圍內的 NIST 可追蹤氣體壓縮性和粘度數據與壓力和溫度的關系。屏幕上顯示的質量流量是氣體在標準溫度和壓力(STP)條件下流動時的體積流量。

簡單步驟如下：

1.該裝置利用氣體的實際溫度和壓力來計算瞬時體積流量。

2.該設備使用一種算法來計算氣體在25℃和 1 atm下的流速。

3.該設備輸出標準化體積流量或質量流量。

直通車條件

無論是在 23℃ 和 20 PSIA、-10℃ 和 56 PSIA、還是 42℃ 和 14 PSIA 下流動......屏幕上顯示的質量流量始終是相同的值。所有測量值均使用 STP 條件轉換為標準化體積流量。默認 STP 條件為 25℃ 和 1 atm (14.6959 PSIA)，但這可以調整。

回到上面的示例，將計算 23℃ 和 20 PSIA 下氬氣的標準化體積流量。然而，在 25℃ 和 1 atm 下，氬氣具有以下特性：

l 絕對粘度：226.23990

l 密度：1.63387

l 壓縮率：0.9993656

無論您流過氬氣的溫度或壓力如何，屏幕上顯示的值始終就像氣體在 25℃ 和 1 atm 下流動一樣。

質量流量單位

由于質量流量是標準化的體積流量，因此單位通常如此表示。示例包括 SLPM（標準升每分鐘）、SCCM（標準立方厘米每分鐘）和 SCFH（標準立方英尺每小時）。

這些是單位時間的體積，而不是質量單位。然而，使用以下方程可以輕松地將質量流量轉換為真實質量流量：真實質量流量 =（質量流量）（STP 或 NTP 下的氣體密度）。您所需要的只是質量流量和氣體密度。

一些質量流量儀器直接輸出真實的質量流量測量結果，例如科里奧利儀器。

何時使用質量流量

質量流量是標準化的，因此您可以放心地使精確數量的顆粒流過系統，而不必擔心溫度或壓力波動。質量流量設備通常用于需要高精度、精密測量和控制特定氣體量的應用。

想象一下，您需要使氬氣以 5 SLPM 的速度流過質量流量控制器。當開始流動時，氣體的溫度和壓力為 23℃ 和 20 PSIA。然而，有人打開附近的爐子，溫度升至27℃。該設備將始終將這些值校正為 STP 條件（25℃ 和 1 atm），并且將流過精確適量的顆粒。

許多應用都受益于測量和控制質量流量，包括生物反應器除氣、燃料電池膜測試和天然氣監測。

質量流量隨密度變化嗎？

質量流量取決于流動氣體的密度。對于層流壓差裝置，了解流動氣體的確切成分非常重要，以便可以進行精確的密度校正。

幸運的是，艾里卡特壓差計和控制器預裝了98 多種包含氣體密度信息的氣體。在標準條件下計算和報告的好處是，如果您不小心選擇了錯誤的氣體，則可以很容易地將校正因子應用于流量數據。

真實的質量流量測量還取決于密度。然而，科里奧利質量流量計和控制器不使用已知的氣體特性來計算流量。它們能夠自行測量流體密度并準確輸出真實的質量流量，即使在流動成分未知的過程流體時也是如此。