جميع الفئات

تطبيق مقياس التدفق الحراري الكتلي في قياس تدفق الغاز عالي النقاء

تُصنَّف مقاييس التدفق الحراري الكتلي وفقًا لهيكل أجزاء الكشف إلى نوع التوزيع الحراري ونوع الغمر بناءً على قانون كينج. عندما يكون قطر الأنبوب كبيرًا، يتم استخدام النوع الأخير. ونظرًا لمبدأ العمل والخصائص الهيكلية لمقاييس التدفق الحراري الكتلي الحراري، غالبًا ما يتم التعبير عن الدقة بالخطأ المرجعي أو مزيج من خطأ الإشارة والخطأ المرجعي.

بالنسبة إلى الهيدروجين عالي النقاء، تكون كثافته في الظروف القياسية مستقرة ومعروفة، لذا فإن استخدام مقياس التدفق بالضغط التفاضلي لقياس تدفقه يمكن أن يحصل على نفس دقة قياس النيتروجين والأكسجين. ومع ذلك، عند استخدام مقياس الجريان بالكتلة الحرارية لقياس تدفق الهيدروجين، يحدث اختلاف آخر. وهو الاختلاف في الخواص الحرارية.

كما نعلم جميعًا، يجب معايرة مقاييس تدفق الكتلة الحرارية بالتدفق الفعلي قبل مغادرة المصنع، وعندما يتم إرسالها إلى وكالة التحقق من المقاييس للتحقق، يجب أيضًا معايرتها بالتدفق الفعلي. بالنسبة لمقاييس تدفق الكتلة الحرارية، هناك العديد من أنواع الغازات، ومن المستحيل بناء جهاز معايرة التدفق لكل غاز. ولحل هذه المشكلة، تُستخدم طريقة الاستبدال عمومًا للمعايرة والتحقق.

Application of Thermal Mass Flow Meter in High Purity Gas Flow Measurement

ينص GB/T20727-2006 "مقياس التدفق الحراري الكتلي لقياس تدفق السوائل في الأنابيب المغلقة"/ISO14511:2001 على أنه يمكن معايرة مقاييس التدفق الكتلي للغاز الحراري باستخدام غازات بديلة و/أو مشابهة لغاز العملية المراد قياسه. ثم استخدام عامل K للتصحيح أو الحساب العددي لتحويله إلى غاز العملية المراد قياسه و/أو الظروف في ظل ظروف التشغيل. تعتقد الأدبيات أنه يمكن معايرته مباشرةً بالهواء ثم تصحيحه باستخدام عامل K. أظهرت التجارب أن عدم اليقين يزيد بحوالي 2%. ترد معاملات التحويل للعديد من الغازات الواردة في الأدبيات في الجدول 1. وترد في الجدول 2 معاملات التحويل لمقاييس التدفق الحراري للكتلة الحرارية المقدمة من الشركة المصنعة. يؤكد السطر الأخير من الجدول: سيكون لمصادر البيانات المختلفة بيانات مختلفة.

إن استخدام هذه الطريقة لمعايرة مقياس التدفق هو في الواقع الملاذ الأخير. وتختلف الخصائص الحرارية للنيتروجين والأكسجين اختلافًا طفيفًا عن خصائص الهواء، لأن المكونات الرئيسية للهواء هي النيتروجين والأكسجين، لذا يجب أن يكون الخطأ الإضافي الذي تُدخله طريقة التحويل صغيرًا. ومع ذلك، يختلف الهيدروجين كثيرًا عن الهواء. إذ تبلغ الموصلية الحرارية للهيدروجين 7 أضعاف كثافة الهواء، وتبلغ كثافة الهيدروجين 7.11 تيرابايت 3 تيرابايت فقط من كثافة الهواء، وتختلف السعة الحرارية النوعية المولية cp عند ضغط ثابت 13 مرة. ستؤدي هذه الاختلافات إلى أخطاء كبيرة في التحويل. بالإضافة إلى ذلك، ستتسبب درجة حرارة المائع وضغطه أيضًا في حدوث أخطاء إضافية في نقطة الصفر ونطاق مقياس التدفق الحراري الكتلي الذي يتم تشغيله.

وفقًا لمعايير الصناعة ذات الصلة، من الضروري استخدام الغاز المقاس الفعلي تحت درجة حرارة العمل الفعلية وظروف الضغط الفعلية لإجراء تعديل نقطة الصفر. وفيما يتعلق بتأثير درجة الحرارة والضغط على النطاق، ينص GB/T20727-2006 على ضرورة توفير جدول قياسي لتوفير قيم قياس مرجعية في ظل ظروف العمل قبل إجراء المقارنة والضبط. غالبًا ما يكون من الصعب العثور على جدول قياسي يلبي المتطلبات. سوف تتسبب التأثيرات المذكورة أعلاه في حدوث أخطاء كبيرة في مقياس تدفق الكتلة الحرارية.

ما ورد أعلاه هو تطبيق مقياس تدفق الكتلة الحرارية في قياس تدفق الغاز عالي النقاء الذي جمعه محرر بيتي. آمل أن يكون مفيدًا للجميع. إذا كان لديك محتوى آخر تريد معرفته، يرجى الاتصال بنا وسنقدم لك مساعدة مدروسة.

تواصل معنا

أرسل رسالتك