亚大气压如何影响流量?

客户的质量流量计在半大气压下测量不准确。到底发生了什么事?在亚大气压下测量质量流是很有挑战性的，因为它会改变体积流量。在这篇文章中，我们研究了在这些条件下到底发生了什么，以及如何确保您的质量或体积流量计的大小适合您的应用程序。

压力对静态气体的质量和体积的影响

压力是对施加在表面上的力的量度。根据理想气体定律(PV=nRT)，随着压强(P)的增大，气体所占空间体积(V)减小。这是因为气体是可压缩的，随着压力的增加，它们的分子会相互靠近。如果压强减小，分子就会进一步分离，占据更大的体积。然而，在每种情况下，空气分子的数量在体积(n，摩尔质量)保持不变。

2 atm空气
质量:500 scm3
体积:250立方厘米

让我们想象一个弹性的，非弹性的容器，就像一个麦拉气球。我们在大气压(1大气压，约14.696 psia)和标准环境温度(25 -°C)下注入500立方厘米的空气。如果我们把压力增加一倍到2atm，空气分子就会靠近，体积压缩到250立方厘米。如果我们把原来的压力减半到0.5大气压，体积就会增加一倍，达到1000立方厘米。如果我们再把压力减半到0.25大气压，体积就增加到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，所以容器内空气的摩尔质量仍然是500立方厘米。

0.25 atm空气流量
质量:500 scm3
体积:2000立方厘米

1 atm空气
质量:500 scm3
体积:500立方厘米

管道压力对气体运动的影响

当空气运动时，它的体积继续随着压力而变化，正如我们在上面所看到的。双倍的管道压力会使体积流量减半，而降低管道压力则会增加体积流量。然而，空气分子的数量(质量流量)并没有改变。

测量亚大气压流量计的通径

差压式质量流量计有内部的流道，这些流道的尺寸适合于通过这些流道的最高容积流量。当这些仪表用于地下应用时，为了处理增加的体积流量，它们可能需要变大。
例如，为500 sccm (scm3)建造的全尺寸Alicat质量流量计(M-500SCCM-D)。如果我们以两倍的压力(2atm)流量500sccm，则容积流量下降到250ccm。实际空气流量的减少对流量测量不构成挑战，因为流量计可以处理两倍的流量。
现在，如果我们打算在0.5 atm流量相同的500 sccm，我们知道体积流量将翻倍至1000 ccm。我们的500sccm的流量计太小了;相反，我们应该使用1000 sccm (M-1SLPM-D)的米。为了保持最大的质量流分辨率，我们将指定500 sccm(质量)和1000 ccm(容量)的自定义范围。类似地，在0.25 atm时，该仪表的流量将是预期流量(M-2SLPM-D)的四倍，范围为500 sccm和2000 ccm。
一般来说，Alicat质量流量计可以使用到0.8 atm/11.5 psia而不需要超大型。我们可以在压力低至0.2 atm/2.9 psia的情况下使用超大型流量计。

适用于真空和亚大气压力的定径流量控制器

与仪表不同，压差式气体质量流量控制器不需要在大气条件下使用过大。对于这些应用，我们将比例控制阀置于控制器的下游一侧。这形成了一个声波屏障，保护流量传感器不受气体体积膨胀的影响。在下面的例子中，流量控制器内部的测量头总是看到环境空气压力(1atm)下的流量。气体进入亚大气压(0.25 atm)，只有通过阀门后才会膨胀。在前面的例子中，当气体从1个大气压过渡到0.25个大气压时，质量流量保持不变。

艾里卡特Alicat提供先进的质量流量计、质量流量控制器、压力控制器、压力传感器解决方案。

更多产品信息和资讯，欢迎浏览知识库、行业应用和新闻博客。

如需查看或下载产品说明书，请点击Alicat文件中心。