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氣體的實際質(zhì)量到底有什么特別-專注微流體控制技術(shù)

氣體的體積、標準體積以及實際質(zhì)量之間的區(qū)別
氣體或液體的“流量測量”通常分為以下幾種：
體積流量：是指物質(zhì)所占空間的大小，可看作“單位時間內(nèi)的體積單位”(例：升/分鐘)
摩爾質(zhì)量流量：通常簡稱為“質(zhì)量流量”，即一定工況下單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)量，標準化的工況下表述為“單位時間內(nèi)標準化的單位體積”(例：標準升/分鐘、升/分鐘)
實際質(zhì)量流量：是指摩爾分子的質(zhì)量的測量，即：單位時間內(nèi)的質(zhì)量單位(例：克/分鐘)
上述測量模式各有其應用場合，伴著測量復雜性的增加，對測量技術(shù)的挑戰(zhàn)也是逐一升級，難度系數(shù)zui高、測量成本zui高的就是實際質(zhì)量流量的測量。
正因為如此，艾里卡特質(zhì)量流量計特有的可切換測量單位所賦予用戶的利益才尤為顯著，實際質(zhì)量、標準(摩爾)質(zhì)量、體積流量等，幾乎涵蓋了所有常用氣體計量單位，從本質(zhì)上來講，其實是將原先的多變量測量儀器升級成為了多功能測量與控制設(shè)備。
為什么不是所有質(zhì)量流量計都能測量氣體的實際流量？
氣體質(zhì)量的測量是一個間接測量的過程，須測量氣體的動力、重量或熱容量。測量方法有好幾種，其中一些方法僅適用于流動著的流體，比如：科里奧利質(zhì)量流量計通過在一振動著的管道內(nèi)測量因流過管道的流體所引起的振動差異從而測量流體流量。科里奧利原理的測量不受流體種類、流體是否潔凈或管道粗細等影響，但設(shè)備極其昂貴，幾倍于艾里卡特質(zhì)量流量計的售價。另外，此方法只能測量流體的質(zhì)量，其它任何諸如流過管道內(nèi)流體的分子量等參數(shù)都無從獲取，因為設(shè)備對流經(jīng)管道內(nèi)的介質(zhì)一無所知。
固件版本升級為6v的艾里卡特質(zhì)量流量計和質(zhì)量流量控制器即可測量預置氣體列表中任意氣體或用戶自定義混合氣體的實際質(zhì)量，并按規(guī)定的測量單位輸出。市場上其它質(zhì)量流量計品牌也不乏有測量實際質(zhì)量流量的功能，但僅限于已知的單一氣體，通常的做法是出廠前將某一種氣體參數(shù)預置于設(shè)備中，若用戶欲改測其它氣體，須將設(shè)備送回原廠重新設(shè)置，原因是此類質(zhì)量流量計內(nèi)無任何其它氣體的粘度數(shù)據(jù)，因此無法進行自動補償與修正，一旦換成其它氣體，原先的氣體標定溯源鏈即失效。
對艾里卡特質(zhì)量流量計和質(zhì)量流量控制器而言，用戶切換氣體時，設(shè)備將自動切換至相應的氣體粘度值，即相當于切換氣體后重新校準了設(shè)備。也正因為基于此原理，只要是在預置的98~130種氣體列表內(nèi)進行氣體切換，艾里卡特質(zhì)量流量計和質(zhì)量流量控制器不存在同類品牌中常見的精度下滑問題。用戶可在應用現(xiàn)場隨時將質(zhì)量流量計切換至實際質(zhì)量的測量模式或切換氣體種類，設(shè)備的精度將始終如初。用戶再也無需為了測量氣體的實際質(zhì)量流量而特地采購昂貴的科里奧利質(zhì)量流量計。
哪些應用要氣體的實際質(zhì)量流量？
上圖所示的生化反應釜一例中，系統(tǒng)工程師會關(guān)注反應產(chǎn)生的氣體總量(例如反應產(chǎn)生的甲烷總量)，這類測量以千克為單位比以升為單位更為直觀。反之，腔體內(nèi)的反應過程zui好通過控制質(zhì)量流量的方式加以調(diào)節(jié)，這樣便于計算氣體的消耗和計算zui終的產(chǎn)出。比如：反應產(chǎn)生的氣體總量已有4千克，未來24小時需要2千克二氧化碳參與反應。
制藥行業(yè)大量用到各種氣體和液體，一個常見的應用就是氫化，用于化合生成薄膜。已知薄膜厚度、薄膜材料的密度、質(zhì)量及鍍膜面積可計算出需要參與反應的氣體質(zhì)量，因此，與其測得氣體的標準體積后再換算成氣體質(zhì)量，若能直接測量進入過程系統(tǒng)中反應氣體的實際質(zhì)量則要方便許多。

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