质量流量的术语

我们整理了一个术语表来帮助您通过我们今天使用的质量流量术语。这个术语有助于expl
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通用流程方面:

学期
定义
质量流量

当测量气体时,质量流量是气体的量,以质量为单位,流动到一定时间。桁架质量流量单位的例子是公斤/小时和gm/秒。然而,质量流量通常用标准化的体积单位来测量。
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体积流量

在测量气体时,体积流量是指气体的量,单位是单位时间内的体积。例如l/s和cfm。只有当密度(ρ)已知时,才能从体积流量确定质量流量。问质量=问* p。

流速

流量测量通常描述为“标准化”的体积流量单位,如标准立方厘米每分钟(sccm),标准立方英尺每分钟(scfm),或标准升每分钟(slm)。在标准流动单位中,一体积气体中分子的数量,如cc或cu。,是通过定义参考条件(或“标准条件”,即STP)和应用理想气体定律来确定的。
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热质量流

在热质量流量传感器中,测量由流动气体吸收的热量。该热量是气体的比热和流速的函数。普通传感器设计包括毛细管;然而,MEMS式传感器也使用平面加热表面。

标准温度和压力(STP)
又称参考条件。

在标准体积流量单位(sccm, slm, scfm,)中,参考条件,或“STP”温度和压力,通过使用理想气体定律确定分子的数量来定义气体量。在许多情况下,选择的参考条件是0°C和760托。但是,也使用其他的参考条件,如25°C & 760 Torr,或70°F & 760 Torr。

理想气体定律
理想气体定律通常使用方程PV=nRT表示,在本例中,P是以kPA表示的压力,V是以L(升)表示的体积,n是摩尔数,R是理想气体定律常数8.31 L*kPA/mol*K,T是以开尔文表示的温度。在使用标准体积流量单位(包括sccm、scfh、slm)的气流中,理想气体定律确定特定单位中的分子数。
质量流量计

质量流量计是一种精密仪器,其测量气体的流速,通常使用标准化的体积流量单位表示,包括SCCM,SCFH或SLM。
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质量流量控制器
质量流量控制器或MFC是由质量流量计和比例控制阀组成的装置。仪表和控制阀是精密控制回路中的组件。在正常操作中,用户将发送一个称为流量设定值的命令,向MFC和设备又将根据需要测量流量并调整比例控制阀以达到和维护所需的流量设定值。
层流

在层流中,气体以一种良好的方式运动,更多的流动通过管道中心,压力降与流量成线性比例。层流对于精确的流量测量通常是至关重要的。

湍流
在紊流中,气体的行为在本质上趋于混沌,可能导致不准确的流量测量。
清除

吹扫是一种用于清除流量仪表中可能因先前使用而冷凝的任何气体或液体的过程。由于氩气或氮气的惰性,通常使用氩气或氮气进行此操作。在新的试验之前,清洗仪器是一种良好的做法,以清除先前结果中的任何污染。对于质量流量控制器,可通过完全打开控制阀进行吹扫。

气体混合

气体混合是将气体以受控的方式混合以产生与已知组合物的共混物。例如,附接到瓶子纯气体的质量流量控制器可以并联连接并在其出口处连接以产生混合气体。


质量流量计/控制器组件:

学期
定义
热质量流量传感器

热质量流量传感器通过测量流动气体的传热速率来检测流量的变化。有几种设计,包括MEMS技术。但一般质量流量计和控制器采用毛细管设计。有不同的传感技术。在ΔT方法中,通过使用热电偶或电阻绕组来检测中央加热器上游和下游的温度变化。也有控制温度的方法,其中线圈上游和下游与环境线圈耦合使用。
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热质量流量传感器

热质量流量传感器由热质量流量传感器(见上文)和支持电路组成,用于为流量传感器的输出供电、过滤和放大。

移走

也称为“旁路”或“旁路元件”,分流通过允许气体绕过流量传感器来促进大流动的测量。选择分流尺寸和几何形状,使得传感器以标称的满量程没有过度范围,但仍然利用流量传感器的全方位灵敏度。分流器设计成使得流过流量传感器的流量和分流器本身的比率是恒定的。

层流元件

层流元件或LFE是一种特殊类型的分流器,其中气流被调节,使得流动保持在“层流”的状态下。在层流中,随着流速的函数,压降是良好的,因此从奔跑到运行更加一致,这允许流量测量提供更好的精度。

基地

流量仪器的底座保持传感器,阀门,旁路分流器和端盖。基本的大小有助于确定仪器可以处理的最大流速。

结束描述

端盖是安装在流量仪表两端并附在底座上的配件。这是用来连接油管,以便气体可以通过系统的另一部分。


在质量流量控制器中,阀门通过仪器调节流量。大多数质量流量控制器利用螺线管比例阀设计,该阀门设计包括电磁阀,孔口,弹性体阀座和阀弹簧。


在螺线管比例阀中,孔口是具有固定直径的小圆形通道,鉴于气体类型和上游和下游压力,确定当阀门完全打开时可以通过仪器的流动程度。

阀座

当按压阀门孔时,弹性密封件闭合阀门并停止气流。当阀座抬起孔口时,允许气体流动。在孔口上控制阀座调节气体流速。

阀门弹簧

阀门弹簧张紧,使阀座充分压在节流孔上,这样当没有电流流过电磁阀时,流量控制器的阀门就完全关闭。这也称为常闭状态,如果从流量控制器上取下电源,则阀门关闭。注意,阀门弹簧还允许阀门完全开启,并在完全关闭和完全开启之间的所有设定值上进行控制。

电磁

螺线管是线圈的线圈,用于产生控制阀的磁场。质量流量控制器的PID控制回路将电流量调节到螺线管,从而控制阀座和孔之间的距离。

两级阀

一种两级阀,其中一个称为“先导阀”的电磁比例阀用于控制较大的柱塞和阀座。两级阀可用于处理非常大的流量。它们也可以配置为常闭或常开。

常闭
常闭阀被配置为使得当从质量流量控制器移除电源时,阀门关闭,并且流不能通过。
通常开放

常开阀配置成使得当从质量流量控制器移除电源时,阀门是打开的,并且气体仍将通过控制器移动。

描述性术语(特性和规格):

学期
定义
全面
也称为范围

满量程是特定热质量流量计或质量流量控制器将测量和/或控制的标称最大流速。在具有0-5 VDC输出的模拟流量仪器的示例中,该范围是仪器将提供5 VDC的输出的流量。

超出范围

当流量超过流量仪表的量程或满量程时,就会出现超量程状态。许多质量流量仪器可以处理稍微超出范围的流量。一些模型甚至可以测量到120%甚至更高。但是,当超过模型的范围时,流量仪表在超量程状态下的精度很可能会下降。

调节比

调低比定义了可以使用质量流量计或控制器的可用范围,同时保持其发布的精度:

调低比=满量程流/最小流量

大多数模拟质量流量计的精度为满刻度(FS)的±1%,分辨率优于1%。使用范围从1%到100%。他们将有一个100/1或更多通常表示为100:1。数字式流量计由于其较高的流量,将有更大的转换率。
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准确性为满量程的百分比
满量程百分比精度是指被测仪器的指示流量(IUT)与用满量程百分比表示的可接受流量标准(Std)测量的实际流量之间的差值:

% Full Scale = (IUT - Std) / IUT Full Scale

例如,如果100个SLM流量仪表被指定为±1%,则在整个范围内(0-100 SLM),不确定度为±1 SLM。

阅读精度为%

也称精度为%的点。它是被测仪器的指示流量(IUT)与用公认的流量标准(Std)测量的实际流量(以实际流量的百分比表示)之间的差值:

%读数= (IUT - Std) / Std

不确定

测量不确定度是描述与测量技术本身相关的测量值的传播的值。标准偏差常被用来描述不确定度。

滞后

滞后是当从设定值以上接近的测量精度和从设定值以下接近的测量精度的差异。

NIST可追溯校准

NIST可追溯校准使用的计量仪器具有可追溯至NIST(国家标准与技术研究所)标准的校准痕迹。注意,NIST可追溯校准并不一定意味着校准具有低水平的不确定度。可选的NIST文件包包括所有将校准与NIST标准联系起来的文件(即书面记录)。
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线性
线性度与零流量的理想直线与全尺度的差异相比,与正在测试的仪器的实际流量指示进行比较。线性度通常表示为满量程的百分比。
可重复性

可重复性是仪器在使用相同仪器的情况下提供相同操作条件的相同结果的能力。它通常表示为满量程的百分比。

再现性

再现性是指不同仪器之间测量值之间的一致性,通常在较长时间内,环境条件发生典型变化。在设定点处使用多个仪器进行测量。所得值的标准偏差为再现性。它通常由最坏情况设定点指定为3σ值。

累加器

在流量仪表中,累加器对一段时间内通过仪表的气体量进行累加。它可以是一个单独的装置,也可以是流量仪表中的一个内部寄存器。这对于需要记录气体总使用量而不仅仅是流量的应用来说是很方便的。

气体校正系数(GCF)

GCF是一个倍增器,允许用户将热质量流量仪表的校准从一种气体转换为另一种气体。由于密度和比热的不同,气体的GCF会有所不同。

氮当量流量

氮气当量流量是一个数字,用于描述在氮气中使用流量仪表时用户预期的标称流量。当以sccm或slm表示时,氮当量流量的参考条件通常为0°C和760托。该数字对于确定仪器主体、配件和其他部件的正确尺寸非常有用。

校准气体

校准气体是在校准质量流量计或质量流量控制器时实际使用的气体。然而,通常通过计算和转换转换标准来校准仪器在校准气体以外的气体中使用。
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热身时间

预热时间是流量仪表达到热平衡所需的时间,以便在其公布的规格范围内执行,包括精度和响应时间。

最大允许工作压力

设备可以暴露于设备的最大压力,而不会对本机的操作造成永久性损坏。

工作或操作压力

该装置设计用于操作的压力范围。对于压力装置,这就是测量范围。对于流动装置,这是装置要操作的管道压力。

爆破压力

在这个压力下,由于施加内部压力,装置将破裂。

建立时间

也称为响应时间。在质量流量仪表中,流量是指从改变流量命令到流量仪表读数稳定在所需流量的可接受误差范围内所经过的时间。

响应时间

响应时间可以用几种方式定义。第一种方法是通过输入阶跃变化后的指数增长输出的时间常数。一个时间常数(τ)是输出达到(1-1/e)或其最终值约63.2%的时间。第二种方法是上升时间,即输出从一个级别转到另一个级别所需的时间。通常,这是10%到90%或0%到100%。如果系统响应不是指数响应或表现出超调,前两种方法可能会产生误导。第三种方法是稳定时间,即设定点阶跃变化后,输出达到并保持在其最终值周围的给定误差带内所需的时间。我们通常使用±2%的误差范围和从10%到100%的阶跃变化。使用10%可消除由于阀门预载和气动力引起的一些变化。也可以使用其他阶跃变化,例如0%–100%或10%到90%。

湿材料

湿润材料是仪器中的材料,其在操作期间暴露(即直接接触)到气体介质。亚慱娱乐平台

金属密封

金属密封是质量流量仪器(仪表或控制器),其不含弹性密封件,除阀座外。金属密封版本提供比弹性仪器更高的纯度,并且在使用反应气体时较少的湿润物质问题。

弹性密封

弹性密封是指在质量流量仪表中使用o形环,以确保单元不泄漏。密封件通常使用Viton®,但也可以使用其他弹性体材料,如Buna-N、Neoprene和Kalrez®。

KalrEZ®

KalrEZ®是一个p.杜邦公司生产的全氟弹性体(FFKM/FFPM)™. 这种弹性体以其耐腐蚀性最强的气体而闻名,如氢氟酸(HF)。

氟橡胶®

氟橡胶®是含氟聚合物弹性体,由Dupont™商标,并设计用于各种环境的高度多功能,并且常用于O形圈。它对大多数气体具有耐受性,这使得化学,石油和航空航天行业尤为偏爱。

丁腈橡胶

丁腈橡胶——一种现今常用的丁腈橡胶。它经常用于处理二氧化碳的流量控制器。它比Kalrez®等其他弹性体便宜,而且它不允许二氧化碳吸收到o形环中,这可能导致爆炸性减压。

氯丁橡胶

氯丁橡胶是一种合成橡胶,其在宽温度范围内以其化学稳定性和柔韧性而闻名。

氧气清洗

氧气清洗是一个过程,在这个过程中,通过确保所有碳氢化合物和其他可燃物质被清除,使流动仪器在氧气中安全使用。通常情况下,仪器被彻底拆卸成各个部件,然后每个部件都被清洗。在清洁区域重新组装时,可能需要特殊的润滑剂。清洗完成后,将流量计装入袋中,以确保其不受污染。

蒙乃尔
Monel是镍合金,具有优异的耐腐蚀性气体耐腐蚀性。
氟橡胶®是Chemours公司的注册商标

Kalrez®是E.I的注册商标。du pont de nemours和co

质量流量控制器:


定义

上游压力

上游压力是流量仪器的入口压力。对于流量控制器,对上游和下游压力条件的范围的理解允许配置仪器以实现并构建以实现最佳响应和稳定性。
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下游压力

下游压力是流量仪表的出口压力。对于流量控制器,对上游和下游压力条件的范围的理解允许配置仪器以实现并构建以实现最佳响应和稳定性。
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设定点

也称为命令。设定值是所需的流速。流量控制器的设定值可以由模拟信号(例如0-5 VDC,4-20 mA ...)或数字信号提供,具体取决于质量流量控制器的能力。在质量流量控制器中,测量实际流程,然后调整阀门,使得产生的流量与用户的期望设定值匹配。在使用0-5 VDC的模拟控制的情况下,5 VDC的设定值命令质量流量控制器以控制仪器的规定的全尺度流量的100%。

数字控制

在数字控制模式下,质量流量控制器通过某种形式的数字通信,如RS232或RS485接收其设定点(或命令)。

模拟控制

在模拟控制模式中,质量流量控制器通过某种形式的模拟信号接收其设定值(或命令),例如0 5 VDC,或4 20 mA。在使用0 5 VDC的模拟控制的情况下,5 VDC的设定点命令质量流量控制器以控制仪器的规定的全尺度流量的100%。

循环PID(比例积分/微分)

PID循环指的是闭环反馈系统用来确定流量控制器的整体响应。在PID控制回路中,实际流程与用户设定值之间的误差的量和变化率是输入控制回路。基于这些输入,控制回路产生阀信号以连续调节阀门以保持所需设定点处的流速。

慢启动

某些质量流量控制器中的软启动功能允许用户以每秒满量程的特定百分比增加流量,以达到所需的设定点。在大多数情况下,这可确保流量控制器不会超出所需的流量设定点。

自动归零

当在某些数字质量流量控制器中启用自动归零功能时,允许仪器在流量控制器具有关闭v的一段时间后自动重新归零alve。

1%关机

这1%的关闭feat,在某些数字质量流量控制器中启用时,允许仪器将小于1%的全刻度的任何模拟设定值信号解释为零流命令,又导致流量控制器确保其控制阀完全关闭。