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微流控實驗中的體積流量與質量流量的介紹

發布:泰初科技(天津)有限公司
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微流控實驗系統中,經常需要用到液體流量傳感器來測量實驗通路中的液體流量。測量液體流量的傳感器比較常見的是熱式流量傳感器MFS和科式流量傳感器BFS。流量傳感器的單位有多種不同的表示方式,本文主要介紹了微流控實驗中常見的體積流量和質量流量單位:ln/min, sccm 或者m^3n/h。這些單位看起來比較類似于體積單位,但是實際上是質量流量的表達方式。

假設有一個1升的氣缸,該氣缸基本上相當于一個沒有重量的可移動活塞。該氣缸中含有1升標準大氣壓強的空氣,大約1bar。這一空氣在0°C時候的重量是1.293克,這就是該空氣的質量。當我們把活塞移動到氣缸下半部分的時候,該空氣的體積就變成了之前的1/2升了,壓力大約在2Bar左右,但是此時,該空氣的質量并沒沒有改變,依舊是1.293克;沒有任何的東西加入進去,也沒有流出任何的東西。

    Volume flow vs mass flow.jpg


接下來的這個例子,質量流量實際上應該用重量單位來表示,比如g/h,mg/s等。然而,大多數的用戶都會以為是體積單位。在這種情況下,只要所提供的條件與質量轉換成體積的前提是一致,那么是不會受到任何的影響。根據歐洲的定義,溫度0°C和1.013bar的壓力都為"普通"基本參數,用基本字母"N" 來表示體積單位 (mln/min, m^3n/h)。其次,溫度 20°C和1.013bar壓力被當作"標準" 基本參數,用基本字母"S"來表示體積單位 (mls/min, m3^s/h)。請注意這其中的區別,因為該不同可能會導致7%的錯誤。

根據"美國"定義在SCCM、SLM或者SCFH前綴中的字母"S"代表著"標準"參數:絕對壓力101.325kPa(14.6959psia)和溫度0°C (32°F)。

體積測量儀表,比如浮子流量計或者渦輪流量計,是不可能自己區分出溫度或者壓力的變化的;而質量流量測量也將需要通過額外的傳感器來測量這些參數,除此之外,還需要通過一臺流量計算機來彌補這些工藝條件參數的變化。但是熱式質量流量計卻幾乎不受溫度或者壓力變化的影響。

2019-06-15 18:49:18
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