流量控制器基本原理

通過測量氣體流經流量器內加熱元件時的冷卻效應來計量氣體流量的。氣體通過的測量段內有兩個熱阻元件，其中一個作為溫度檢測，另一個作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測氣體溫度，加熱器則通過改變電流來保持其溫度與被測氣體的溫度之間有一個恒定的溫度差。當氣體流速增加，冷卻效應越大，使須保持熱電阻間恒溫的電流也越大。此熱傳遞正比于氣體質量流量，即供給電流與氣體質量流量有一對應的函數關系來反映氣體的流量。質量流量控制器（MassFlowController縮寫為MFC）用于對于氣體或者液體的質量流量進行精密測量和控制。

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流量控制器的性能特點

可按設計或實際要求設定流量，能自動消除系 統(tǒng)的壓差波動，保持流量不變。

克服系統(tǒng)冷熱不均現象，提高供熱(供冷)質量。

完全解決近端壓差大，遠端壓差小的矛盾。

減少系統(tǒng)循環(huán)水量，降低系統(tǒng)阻力。

減少設計工作量，不需要對管網進行繁瑣的水力平衡計算。

降低調網難度，把復雜的調網工作簡化為簡單的流量分配。

免除多熱源管網熱源切換時的流量再分配工作。

流量顯示值均為測試臺上隨機標定，流量(m3/h) 。

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流量控制器的控制響應速度

物理時間常數

物理時間常數用希臘字母Tau來表示，是現今為數不多的用來描述響應時間的標準之一，即：控制器到達設定值某個百分比所需要的時間，被定義為1-1/e， 其中e是作為自然對數底數的無理數，其值為2.72，所以1-1/e即為設定值的63.2%。雖然該定義是一個物理標準，可能說明不了什么問題，因為余下的設定值的36.8%所花費的時間可能多于或少于之前的63.2%。從下面示波器截圖中可以看到：ALICAT?質量流量計是一個較為準確、快速、可靠、穩(wěn)定、靈活的流量測量儀表，在石油加工、化工等領域將得到更加廣泛的應用，相信將在推動流量測量上顯示出巨大的潛力。質量流量控制器僅用了7.4毫秒便到達了設定值的63.2%。

任意設定值百分比變化區(qū)域

不少質量流量控制器的技術參數采用設定值某一百分比區(qū)間內的變化來定義設備響應速度，比如：從設定值的10%到達90%所需要的時間。由于和后的 10%控制響應曲線變化，由此而得出的控制響應速度可能無法與實際的控制性能等同。如下圖所示，ALICAT?質量流量控制器具有體積小,數字化程度高,安裝方便,測雖確等優(yōu)點。質量流量控制器用了11.4毫秒到達設定值， 從示波器波形圖中可以清晰地觀察到：50%那段跨度，低于10%和高于90%那兩段的跨度則小了很多。就該圖而言，如果按照從設定值10%到達90%所用的時間來定義設備響應速度的話，那么結論是6~7毫秒。

流量控制器容易受這幾個方面的影響

質量流量控制器是一種測量氣體流量的儀表，其測量值不因溫度或壓力的波動而失準，不需要溫度壓力補償，可根據需要進行流量設定，自動地將流量恒定在設定值上，即使系統(tǒng)壓力有波動或環(huán)境溫度有變化，也不會使其偏離設定值?？梢缘乜刂茪怏w的給定量，這對很多工藝過程的流量控制，是用于對于不同氣體的比例控制。直接測量氣體的質量流量，輸出質量流量信號，不用其他設備。可以的測量微小流量，采用分流裝置，又可以測量大流量，而且溫度，壓力范圍很大。與推導式質量流量儀表相比，不需溫度傳感器，壓力傳感器和計算單元等，僅有流量傳感器，組成簡單，出現故障概率小。

一、壓力狀況

在加氣機中使用的質量流量控制器測量的氣體的壓力不低于20MPa，壓力遠遠大于大氣壓。高壓改變了振動管的內應力，提高了彈性管的等效剛度，從而使振動管的振動頻率增大，兩管的相位差減??；④質量流量控制器度高，其價格也很高，這就要求對其精心維護，如給其配備高質量的穩(wěn)壓電源，對現場的振動及使用條件進行經常檢查等，以保證度及儀表的安全。氣體流經振動管時，存在壓降，使得振動管受力不對稱，這也對相位差有影響。

二、溫度影響

用于加氣機的CMF工作溫度遠低于室溫，溫度影響必須考慮；介質溫度或環(huán)境溫度變化會改變測量振動管的楊氏模量和影響零漂的結構等各種因素。

三、流速問題

壓縮氣體密度低，流速快，其影響不能忽略。理想情況下，流速增大則振動管的振動頻率減小。通常流體密度變化小，可以認為流速與流體質量流量正比，因此流速的補償可以轉化為流量變化的非線性因素進行補償。

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