如何以1ml/min流速測量液體(下)

微小流量計的種類

為滿足日益增長的市場需求,各種微流量計已經面世,本文介紹五種最常用的微小液體流量測量方法
建議在選擇最合適的微小流量計前,先瞭解這些方法的測量原理和優缺點。

容積式

容積式流量計由計量室和齒輪組成。
齒輪安裝在計量室中,齒輪設計為旋轉式。
接著,注滿流體至計量室和齒輪間的間隙(槽),
隨著齒輪的旋轉,「槽 」被反覆注入和排出液體。
因該計量室的體積固定,利用測得齒輪轉動次數即可得到流體通過流量計的體積。

優點

  • 不易受流速分佈的影響,無需直線流路。

缺點

  • 管道內的微型旋轉機構部分使流體與異物嚙合。在某些情況下,流量計會損壞

差壓式

在管道(流量計的流道)上安裝一個節流閥,
利用節流閥前後的壓力差測量流量,壓力差會根據流量而變化。
在紊流中,流速與差壓的平方根成正比。
在層流中,流速與壓力差成正比 。

優點

  • 通常是比較便宜的。

缺點

  • 孔徑容易堵塞。
  • 測量範圍(最大測量流量與最小測量流量之比變窄)
  • 產生較大的壓力損失

超音波式

一對超音波元件(發射器/接收器)
安裝在管道(流動路徑)外,沿流體流動的正反方向交替發射超音波,利用超音波到達對側元件所需的時間差來確定流速。
根據超音波到達對面元件所需的時間差來確定流速。

優點

  • 壓力損失小。
  • 安裝夾緊系統時無需改動管道。

缺點

  • 如果流體中有氣泡,超音波就會被吸收,如果有固體,超音波就會被反射和擴散,從而導致較大的測量誤差。
  • 由於微流量範圍內的管道直徑較小,因此難以測量。
  • 需要比較長的直管部

科氏力式

組成流路的 U 形管以恒定的頻率擺動,當流體流經U形管時,會產生與其質量流量成正比的科氏力。
透過讀取科氏力的變化來測量流體的質量流量。

優點

  • 測量流體的品質流量,因此不受流體黏度或密度影響。
  • 精度高、應答速度快。

缺點

  • 壓力損失大。
  • 流量計價格昂貴。
  • 容易受振動影響。

熱式

熱測量方法的原理是,當熱物體與流體接觸時,流體會從熱物體帶走熱量,此時損失的熱量與流速相關。
其原理因被測流體的類型(氣體或液體、流量大小、流體是否具有腐蝕性等)而異,但主要方法是溫差測量和消耗電力測量。

優點

  • 壓力損失小。
  • 不易受液體中異物和氣泡的影響。

缺點

  • 易受污垢影響
  • 流體容易受溫度變化影響
  • 需要根據流體類型進行校正。

阿自倍爾的熱式微小液體流量計

 型號 F7M
  • 可對50mL/min以下的微液體進行穩定測量,精度高達±5%RD
  • 内部流路為直流路設計、壓力損失小,具備優秀洗浄性
  • 構造採用※1不易受異物和氣泡影響的測量原理。
  • 感測器不接觸液體,可測量多種液體※2。
F7M液體流量控制器

過去熱式微小流量計缺點

  • 易髒。
  • 容易受流體溫度變化影響。
  • 需要根據流體類型進行校正。

可以放心使用阿自倍爾 型號 F7M

  • 由於只使用高抗性的石英玻璃和氟樹脂接觸液體,因此不會導致流體污染或變質,對腐蝕性流體和污垢具有很強的抵抗力。
  • 流體溫度以該溫度為基準進行校正,因此不易受流體溫度變化的影響。
  • 一鍵就能進行流量校正。※3

※1 是與體積型流量計和超聲波流量計等相比的特點,當狀態變化程度較大時,可能會發生測量誤差。 
※2 前提是要用不腐蝕石英玻璃和氟樹脂的流體進行測量。
※3 根據液體種類的不同,可能會出現較大的誤差。

阿自倍爾的熱式微小液體流量計原理

阿自倍爾熱式微小液體流量計 型號 F7M、內部流路採用高耐腐蝕性石英玻璃,外圍配置熱式MEMS感測器(檢測元件與液體無接觸)

  • 流體溫度由液體溫度感測器測量,並控制在恒溫狀態,使加熱器表面溫度略高於流體溫度。
  • 加熱器的散熱量(加熱器損失的熱量)取決於流速。(流速越高,加熱器的散熱量越大,流速越低,散熱量越小)。
  • 加熱器的散熱量可以用消耗電量來衡量,因此消耗電量可以轉換成流量值。 加熱器的表面積極小,加熱器不與流體直接接觸,因此散熱量可以忽略不計,也不會加熱流體。
型號 F7M的測量原理

本資料簡要介紹微小流量測量的趨勢和微小流量計的性能要求,以及每種方法的結構和優缺點。
熱式微小流量計與最近的微小流量測量需求高度相容,被認為是目前最好的選擇之一。

當然,其他測量方法也有其優點,有些產品已經消除了其缺點,因此請根據測量目的和流體條件選擇合適的微小流量計。

同場加映:本公司熱式微小液體流量計-概要篇及應用篇 影片



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