客户的质量流量计在半个大气压下无法正确测量。是什么赋予了？在低于大气压的压力下测量质量流量可能具有挑战性，因为它会改变体积流量。在这篇文章中，我们将研究在这些条件下究竟发生了什么，以及如何确保您的质量流量计或体积流量计的尺寸适合您的应用。

 

压力对静态气体质量和体积的影响

压力是施加在表面上的力的量度。根据理想气体定律（PV = nRT），随着压力（P）的增加，气体占据的空间体积（V）减小。这是因为气体是可压缩的，并且当压力增加时它们的分子彼此靠近。如果压力降低，则分子进一步分开并占据更大的体积。然而，在每种情况下，体积内的空气分子数（n，摩尔质量）保持不变。

 

让我们想象一个灵活的非弹性容器，如聚酯薄膜气球。我们在大气压（1个大气压，约14.696 psia）和标准环境温度（25°C）下填充500 cm3的空气。如果我们将压力加倍到2个大气压，则空气分子靠得更近，体积被压缩到250立方厘米。如果我们将原始压力减半至0.5个大气压，则体积增加一倍至1000立方厘米。如果我们再次将压力减半至0.25个大气压，则体积增加到2000立方厘米。在每种情况下，我们既没有移除也没有添加任何空气，因此容器内的空气摩尔质量保持为500 scm3的空气。

 

线压对运动气体的影响

当空气开始运动时，其体积会随着压力的变化而变化，如上所述。将管线压力加倍使体积流量减半，并且降低管线压力会增加体积流量。但是，流动的空气分子数（质量流量）不会改变。

 

测量低于大气压的流量计

基于差压的质量流量计具有内部流动通道，其尺寸适合于预期通过它们的非常高体积流量。当这些仪表用于低于大气压的应用时，它们可能需要加大尺寸以便处理增加的体积流量。

 

以全尺寸（M-500SCCM-D）为500 sccm（scm3）的Alicat金属浮子流量计为例。如果我们在压力的两倍（2个大气压）下流过500sccm，则体积流速降低到250ccm。实际气流量的减少不会对流量测量造成任何挑战，因为流量计可以处理两倍的量。

现在，如果我们打算在0.5 atm下流过相同的500 sccm，我们就知道体积流量将翻倍至1000 ccm。我们的流量计尺寸为500 sccm太小; 相反，我们应该使用尺寸为1000 sccm（M-1SLPM-D）的仪表。为了保持非常大质量流量分辨率，我们将指定500 sccm（质量）和1000 ccm（体积）的自定义范围。类似地，在0.25atm处，仪表将被构建为预期质量流量（M-2SLPM-D）的四倍，并且范围为500sccm和2000ccm。

 

一般来说，Alicat金属浮子流量计可以使用低至0.8 atm / 11.5 psia而不会过大。我们可以在流量计尺寸过大时使用，压力低至0.2 atm / 2.9 psia。

 

用于真空和低于大气压的上浆金属浮子流量计

与仪表不同，基于压差的金属浮子流量计不需要在超大气压条件下使用。对于这些应用，我们将比例控制阀定位在控制器的下游侧。这形成了声屏障，其屏蔽了流量传感器免受气体的体积膨胀。在下面的示例中，金属浮子流量计内的测量头始终可以看到环境空气压力（1个大气压）下的流量。气体进入低于大气压的条件（0.25个大气压），并且只有在通过阀门后才会膨胀。与前面的例子一样，当气体从1个大气压转换到0.25个大气压时，质量流量保持不变。