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流量控制器的原理是什么？

質(zhì)量流量控制器由流量傳感器、分流器通道、流量調(diào)節(jié)閥門和放大控制器等部分組成。質(zhì)量流量控制器的剖面結構圖見圖1。由于金屬密封的MFC價格較高,通常要求不高的場合,均采用橡膠密封的MFC。氣體流量傳感器采用毛細管傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質(zhì)量流量(無需溫度壓力補償)。將傳感器加熱電橋測得的流量信號送入放大器放大, 放大后的流量檢測電壓與設定電壓進行比較, 再將差值信號放大后去控制調(diào)節(jié)閥門，閉環(huán)控制流過通道的流量使之與設定的流量相等。分流器決定主通道的流量。與質(zhì)量流量控制器配套的流量顯示儀上設置有穩(wěn)壓電源,數(shù)字電壓表, 設定電位器, 外設、內(nèi)設轉換和三位閥控開關等。氣體質(zhì)量流量控制器與流量顯示儀連接后的工作原理。

流量控制器概述簡介

質(zhì)量流量計直接測量通過流量計的介質(zhì)的質(zhì)量流量,還可測量介質(zhì)的密度及間接測量介質(zhì)的溫度。針對氣體質(zhì)量流量控制器的實際工藝參數(shù)，對該流量計進行“個性化標準”，從而實現(xiàn)在實際使用流量點的一定范圍內(nèi)，該氣體質(zhì)量流量控制器的實際測量誤差(與標準值的差)趨于零。由于變送器是以單片機為核心的智能儀表，因此可根據(jù)上述三個基本量而導出十幾種參數(shù)供用戶使用。質(zhì)量流量計組態(tài)靈活，功能強大,性能價格比高，是新一代流量儀表。

測量管道內(nèi)質(zhì)量流量的流量測量儀表。在被測流體處于壓力、溫度等參數(shù)變化很大的條件下，若僅測量體積流量，則會因為流體密度的變化帶來很大的測量誤差。在探頭設計中，盡可能采用導熱系數(shù)小的材料制造構架并采用絕熱、絕緣硅膠對探頭密封以減少導熱量。在容積式和差壓式流量計中，被測流體的密度可能變化30％，這會使流量產(chǎn)生30～40％的誤差。隨著自動化水平的提高，許多生產(chǎn)過程都對流量測量提出了新的要求?；瘜W反應過程是受原料的質(zhì)量(而不是體積)控制的。蒸氣、空氣流的加熱、冷卻效應也是與質(zhì)量流量成比例的。產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格控制、飛機的燃料量控制，也都需要準確的質(zhì)量流量測量。因此質(zhì)量流量計是一種重要的流量測量儀表。

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流量控制器的控制響應速度

物理時間常數(shù)

物理時間常數(shù)用希臘字母Tau來表示，是現(xiàn)今為數(shù)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(shù)底數(shù)的無理數(shù)，其值為2.72，所以1-1/e即為設定值的63.2%。倘若液體中含有懸浮顆粒物，抽濕過程可能會留下固體顆粒，從而導致質(zhì)量流量計或質(zhì)量流量控制器內(nèi)留有殘渣。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(zhì)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(zhì)量流量控制器的技術參數(shù)采用設定值某一百分比區(qū)間內(nèi)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。四、設備的精度高價位也會高，并且還需要精心的維護，在振動以及使用條件進行經(jīng)常檢查等，確保精度以及儀表的安全。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(zhì)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。

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流量控制器容易受這幾個方面的影響

質(zhì)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(jù)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。除正常安裝要求外，要特別注意減少振動影響，因為質(zhì)量流量控制器是基于振動原理工作的，外加振動會引入干擾?？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(zhì)量流量，輸出質(zhì)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。

一、壓力狀況

在加氣機中使用的質(zhì)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。被加熱探頭里面含有一個加熱器，在靠近壁面附近布置一個溫差熱電偶并用導熱系數(shù)與密度之比較大的石墨填充。高壓改變了振動管的內(nèi)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??；氣體流經(jīng)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(zhì)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(zhì)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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