流量控制器基本原理

通過(guò)測(cè)量氣體流經(jīng)流量器內(nèi)加熱元件時(shí)的冷卻效應(yīng)來(lái)計(jì)量氣體流量的。氣體通過(guò)的測(cè)量段內(nèi)有兩個(gè)熱阻元件，其中一個(gè)作為溫度檢測(cè)，另一個(gè)作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測(cè)氣體溫度，加熱器則通過(guò)改變電流來(lái)保持其溫度與被測(cè)氣體的溫度之間有一個(gè)恒定的溫度差。當(dāng)氣體流速增加，冷卻效應(yīng)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(zhì)量流量，即供給電流與氣體質(zhì)量流量有一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系來(lái)反映氣體的流量。質(zhì)量流量控制器（MassFlowController縮寫為MFC）用于對(duì)于氣體或者液體的質(zhì)量流量進(jìn)行精密測(cè)量和控制。

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流量控制器的性能特點(diǎn)

可按設(shè)計(jì)或?qū)嶋H要求設(shè)定流量，能自動(dòng)消除系 統(tǒng)的壓差波動(dòng)，保持流量不變。

克服系統(tǒng)冷熱不均現(xiàn)象，提高供熱(供冷)質(zhì)量。

完全解決近端壓差大，遠(yuǎn)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(shè)計(jì)工作量，不需要對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行繁瑣的水力平衡計(jì)算。

降低調(diào)網(wǎng)難度，把復(fù)雜的調(diào)網(wǎng)工作簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的流量分配。

免除多熱源管網(wǎng)熱源切換時(shí)的流量再分配工作。

流量顯示值均為測(cè)試臺(tái)上隨機(jī)標(biāo)定，流量(m3/h) 。

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流量控制器的控制響應(yīng)速度

物理時(shí)間常數(shù)

物理時(shí)間常數(shù)用希臘字母Tau來(lái)表示，是現(xiàn)今為數(shù)不多的用來(lái)描述響應(yīng)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)之一，即：控制器到達(dá)設(shè)定值某個(gè)百分比所需要的時(shí)間，被定義為1-1/e， 其中e是作為自然對(duì)數(shù)底數(shù)的無(wú)理數(shù)，其值為2.72，所以1-1/e即為設(shè)定值的63.2%。雖然該定義是一個(gè)物理標(biāo)準(zhǔn)，可能說(shuō)明不了什么問(wèn)題，因?yàn)橛嘞碌脑O(shè)定值的36.8%所花費(fèi)的時(shí)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(zhì)量流量計(jì)是一個(gè)較為準(zhǔn)確、快速、可靠、穩(wěn)定、靈活的流量測(cè)量?jī)x表，在石油加工、化工等領(lǐng)域?qū)⒌玫礁訌V泛的應(yīng)用，相信將在推動(dòng)流量測(cè)量上顯示出巨大的潛力。質(zhì)量流量控制器僅用了7.4毫秒便到達(dá)了設(shè)定值的63.2%。

任意設(shè)定值百分比變化區(qū)域

不少質(zhì)量流量控制器的技術(shù)參數(shù)采用設(shè)定值某一百分比區(qū)間內(nèi)的變化來(lái)定義設(shè)備響應(yīng)速度，比如：從設(shè)定值的10%到達(dá)90%所需要的時(shí)間。由于和后的 10%控制響應(yīng)曲線變化，由此而得出的控制響應(yīng)速度可能無(wú)法與實(shí)際的控制性能等同。如下圖所示，ALICAT?質(zhì)量流量控制器具有體積小,數(shù)字化程度高,安裝方便,測(cè)雖確等優(yōu)點(diǎn)。質(zhì)量流量控制器用了11.4毫秒到達(dá)設(shè)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(shè)定值10%到達(dá)90%所用的時(shí)間來(lái)定義設(shè)備響應(yīng)速度的話，那么結(jié)論是6~7毫秒。

流量控制器容易受這幾個(gè)方面的影響

質(zhì)量流量控制器是一種測(cè)量氣體流量的儀表，其測(cè)量值不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準(zhǔn)，不需要溫度壓力補(bǔ)償，可根據(jù)需要進(jìn)行流量設(shè)定，自動(dòng)地將流量恒定在設(shè)定值上，即使系統(tǒng)壓力有波動(dòng)或環(huán)境溫度有變化，也不會(huì)使其偏離設(shè)定值?？梢缘乜刂茪怏w的給定量，這對(duì)很多工藝過(guò)程的流量控制，是用于對(duì)于不同氣體的比例控制。直接測(cè)量氣體的質(zhì)量流量，輸出質(zhì)量流量信號(hào)，不用其他設(shè)備?？梢缘臏y(cè)量微小流量，采用分流裝置，又可以測(cè)量大流量，而且溫度，壓力范圍很大。與推導(dǎo)式質(zhì)量流量?jī)x表相比，不需溫度傳感器，壓力傳感器和計(jì)算單元等，僅有流量傳感器，組成簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障概率小。

一、壓力狀況

在加氣機(jī)中使用的質(zhì)量流量控制器測(cè)量的氣體的壓力不低于20MPa，壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大氣壓。高壓改變了振動(dòng)管的內(nèi)應(yīng)力，提高了彈性管的等效剛度，從而使振動(dòng)管的振動(dòng)頻率增大，兩管的相位差減??；④質(zhì)量流量控制器度高，其價(jià)格也很高，這就要求對(duì)其精心維護(hù)，如給其配備高質(zhì)量的穩(wěn)壓電源，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的振動(dòng)及使用條件進(jìn)行經(jīng)常檢查等，以保證度及儀表的安全。氣體流經(jīng)振動(dòng)管時(shí)，存在壓降，使得振動(dòng)管受力不對(duì)稱，這也對(duì)相位差有影響。

二、溫度影響

用于加氣機(jī)的CMF工作溫度遠(yuǎn)低于室溫，溫度影響必須考慮；介質(zhì)溫度或環(huán)境溫度變化會(huì)改變測(cè)量振動(dòng)管的楊氏模量和影響零漂的結(jié)構(gòu)等各種因素。

三、流速問(wèn)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(dòng)管的振動(dòng)頻率減小。通常流體密度變化小，可以認(rèn)為流速與流體質(zhì)量流量正比，因此流速的補(bǔ)償可以轉(zhuǎn)化為流量變化的非線性因素進(jìn)行補(bǔ)償。

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