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如何考虑孔板流量计选择中的滞后现象

作者: 来源: 发布时间:2019-08-23 14:28:36
孔板流量计和质量流量控制器以其速度和准确性而闻名,但我们的速度对您的准确性有多重要?在本文中,我们将研究滞后及其对常见类型质量流量仪器的影响。
 
迟滞会使仪表对重复的相同输入做出不同的响应,从而降低测量精度。什么是滞后?简而言之,滞后是系统基于其过去输入的历史对相同输入作出不同反应的趋势。例如,我们大多数人在室温下都吃过巧克力棒。百胜!但是,任何在烹饪中使用巧克力的人都知道,一旦巧克力被加热并融化成液态,它就会在冷却回室温时保持液态。根据巧克力的历史(加热或冷却),相同的输入(温度)会产生不同的结果(固体与液体)。这是滞后效应,它可以为获得可重复的结果带来巨大的影响。
 
孔板流量计的滞后现象
现在我们已经定义了滞后现象,让我们来看看不同类型的质量流量测量技术如何表现出滞后现象。科里奥利流量计通过振动弯曲的管道来操作,气体通过该管道流动。增加流速会增加系统的质量并引起二阶振荡,这些振荡与流过管道的流体的密度和质量直接相关,这称为科里奥利效应。正如通过更快的流速增加质量增加这些振荡一样,减小流量会减少振荡。然而,从一个流速快速移动到低得多的流速导致滞后,因为二阶振荡需要时间来抑制,直到它们对应于新的较低质量流量水平。
 
您可以通过设置钟摆运动来显示滞后对科里奥利仪表的影响。现在,从垂直方向敲击钟摆。你已经引起了摆锤摆动的二阶运动,即使你只做了一会儿,也需要一些时间才能消除额外运动的影响。如果你在钟摆稳定之前再次敲击钟摆,你将再次引起侧向运动,但它会与你的较前次敲击有所不同。
 
孔板流量计的滞后现象
孔板流量计基于气流的热性质提供质量流量的间接测量。它们不是检测经过的单个物质分子,而是检测热量对通过物质的影响,这一原理称为热分散。有几种类型的热量表,但通常一小部分气流通过配备有多个温度传感器的加热毛细管转向。随着流速增加,气体分子被管加热,然后将热量进一步向下传送到管中,直到它们的温度恢复到之前未加热的状态。较高的流速使热羽流进一步向下移动,而较低的流速仅使烟囱略微移动。沿着管子传递多少热量还取决于气体分子的热性质,它们在进行加热之前的浓度(压力)和它们的环境温度。当流速下降时,将热羽流进一步向下移动的高流速将需要一些稳定时间。这是因为感应低流速所需的微小毛细管的高导热性也使其在流速下降后保持高温非常好。一些孔板流量计采用平均或预测算法来克服这种滞后现象,如果您只需要估算的流量,这是一个很好的解决方案。当流速下降时,将热羽流进一步向下移动的高流速将需要一些稳定时间。这是因为感应低流速所需的微小毛细管的高导热性也使其在流速下降后保持高温非常好。一些孔板流量计采用平均或预测算法来克服这种滞后现象,如果您只需要估算的流量,这是一个很好的解决方案。当流速下降时,将热羽流进一步向下移动的高流速将需要一些稳定时间。这是因为感应低流速所需的微小毛细管的高导热性也使其在流速下降后保持高温非常好。一些孔板流量计采用平均或预测算法来克服这种滞后现象,如果您只需要估算的流量,这是一个很好的解决方案。
一体化孔板流量计.jpg
您可以在家用电炉上轻松观察孔板流量计的滞后效应。在打开电动燃烧器之前,请用手轻轻触摸它,然后将其取下。现在,将刻录机转盘打开至高电平一秒钟,然后立即将其关闭。把手放在燃烧器上; 它比zui初感觉更热吗?您感觉到的热量是残余热量,不能准确反映当前没有电压进入燃烧器的状态。如果在燃烧器完全冷却之前再次将燃烧器转盘转至高电平一秒钟,则燃烧器处于无电压状态的温度现在更高。增加电压时,热量会迅速增加,但在去除电压时,散热的速度要快得多; 这是滞后效应。
 
孔板流量计的滞后现象
有许多种基于压力的流量计,但它们都以某种方式根据伯努利原理测量流量,该原理指出流动流体内的压力降低。实际上,压力差是首先引起流动的,因此这种流量测量zui接近源。基于压差的流量计简单地测量首先产生流量的压差。与孔板流量计一样,基于压力的流量计也不能直接测量单个气体分子; 使用非理想气体定律从记录的压差计算质量流量测量值。
 
Alicat的差压传感器采用基于流动方向在一个方向或另一个方向上偏转的膜。此功能标志着流量测量技术之间的关键差异。如果您在孔板流量计中快速反向流动方向,您可能会陷入毛细管下游和上游两侧都被加热到一定程度的情况。同样,科里奥利流量计中的反转方向不会抵消先前的振荡,而是为它们添加新的方向。这两种情况都有滞后现象。相反,膜不能同时向前和向后偏转,因此在没有滞后的情况下发生切换流动方向。然而,随着压差的变化,膜可以向前和向后摆动,
 
您可以通过敲击鼓来显示膜式压力传感器的有限滞后。较硬的击打(更大的压力)进一步偏转鼓膜,将更大质量的空气压向第二膜,从而产生您听到的声音。绷紧膜快速返回到未偏转状态,但确实需要很短的时间,这就是它的滞后现象。膜的紧密度决定了这种滞后的程度。松散的膜响应更慢,需要更长时间才能停止振动。适当紧固的膜会很快衰减; 在鼓的情况下,在较前次击打的滞后效应消散之前,不可能第二次击中。
 
同样,Alicat的快速测量速度和zui小的滞后直接导致每个质量流量测量的精度提高。低滞后意味着您可以确信您的当前测量值不是人为地建立在上一个测量值的残余效应上,即使那个测量值仅为10毫秒之前。这种质量也使Alicat非常擅长测量瞬态现象,例如油气井的气动执行器或探空火箭的姿态调节喷嘴的短暂爆发。

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