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你了解管路的容積效應嗎?

時間:2024-01-02      點擊次數:1585

客戶在使用易度微流量的流量計時反饋了一些問題:明明氣源已經關閉了,流量計仍然有讀數;在做氣密性測試時旁路充氣關閉后讀數長時間不能穩定下來。為什么會出現這種情況呢?

易度標準款流量計最小量有滿量程0.5SCCM的流量計,最小可以測到0.005SCCM的流量,甚至還能定制更小流量的型號。這樣精密的儀器有時候在系統中的表現并不是很好,很大一部分原因就是沒有充分考慮容積效應帶來的影響。

什么是容積效應?

我們都知道氣體是熱脹冷縮的。一定量的氣體,溫度變化后,隨之也會引起壓力或者體積的變化,這就是容積效應(也叫容升效應)。一般情況下,這并不會給氣體測量帶來什么影響,而且易度流量計本身就集成有高靈敏的溫度傳感器,可以通過溫度補償獲得準確的標況流量,但是在測極小流量的時候,氣體容積效應的影響就被放大了。

容積效應_low.png 

假如一臺0.5SCCM的流量計后端管路內徑是6mm,長度1m,那么這段管路容積大約有113mL,假如整個系統處于標況下(101.325kPa25℃),此時后端管路溫度下降0.1℃,根據理想氣體狀態方程,壓力會變成101.291kPa,流量計要達到前后端壓力平衡需要流過0.038mL體積的氣體,而此時前后壓差很小(不足40Pa),流量也會很小,(大約0.005~0.01SCCM),流過0.038mL的氣體足足需要4~8分鐘!而這僅僅是這段細小的管路溫度變化了0.1℃引起的! 

流量計容積效應本.png

 

我們該怎樣減小容積效應的影響呢?

如果客戶選擇小微流量的流量計,說明測量的流量基本上就是微升量級的,對系統的要求也就很高了。一是相應的管路設計標準也得提高,盡量使管路更細更短、減少閥件數量,使管路容積更小;二是氣源要穩定,對于小微流量的流量計來說,氣源的少許波動就會引起流量很大的變化;三是環境溫度盡量保持恒定,通過封閉、隔離、水浴等方式減小系統溫度變化。

話說,一段細小的管路溫度變化0.1℃是個什么概念呢?嗯…大約就是你的身體靠近管路(不接觸)一會兒就能引起的。

 

胳膊靠近管路_low.png


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