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作者: 來源: 大咖娱乐:2019-08-23 14:28:36
孔板流量計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。
 
遲滯會使儀表對重複的相同輸入做出不同的響應,從而降低測量精度。什麽是滯後?簡而言之,滯後是系統基于其過去輸入的曆史對相同輸入作出不同反應的趨勢。例如,我們大多數人在室溫下都吃過巧克力棒。百勝!但是,任何在烹饪中使用巧克力的人都知道,一旦巧克力被加熱並融化成液態,它就會在冷卻回室溫時保持液態。根據巧克力的曆史(加熱或冷卻),相同的輸入(溫度)會産生不同的結果(固體與液體)。這是滯後效應,它可以爲獲得可重複的結果帶來巨大的影響。
 
孔板流量計的滞后现象
現在我們已經定義了滯後現象,讓我們來看看不同類型的質量流量測量技術如何表現出滯後現象。科裏奧利流量計通過振動彎曲的管道來操作,氣體通過該管道流動。增加流速會增加系統的質量並引起二階振蕩,這些振蕩與流過管道的流體的密度和質量直接相關,這稱爲科裏奧利效應。正如通過更快的流速增加質量增加這些振蕩一樣,減小流量會減少振蕩。然而,從一個流速快速移動到低得多的流速導致滯後,因爲二階振蕩需要時間來抑制,直到它們對應于新的較低質量流量水平。
 
您可以通過設置鍾擺運動來顯示滯後對科裏奧利儀表的影響。現在,從垂直方向敲擊鍾擺。你已經引起了擺錘擺動的二階運動,即使你只做了一會兒,也需要一些時間才能消除額外運動的影響。如果你在鍾擺穩定之前再次敲擊鍾擺,你將再次引起側向運動,但它會與你的第一次敲擊有所不同。
 
孔板流量計的滞后现象
孔板流量計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。一些孔板流量計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。一些孔板流量計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。一些孔板流量計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。
一体化孔板流量計.jpg
您可以在家用電爐上輕松觀察孔板流量計的滞后效应。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; 它比最初感觉更热吗?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。
 
孔板流量計的滞后现象
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,因此这种流量测量最接近源。基于压差的流量计简单地测量首先产生流量的压差。与孔板流量計一样,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。如果您在孔板流量計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,在第一次击打的滞后效应消散之前,不可能第二次击中。
 
同樣,Alicat的快速測量速度和最小的滯後直接導致每個質量流量測量的精度提高。低滯後意味著您可以確信您的當前測量值不是人爲地建立在上一個測量值的殘余效應上,即使那個測量值僅爲10毫秒之前。這種質量也使Alicat非常擅長測量瞬態現象,例如油氣井的氣動執行器或探空火箭的姿態調節噴嘴的短暫爆發。

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