眨眼之见：通过气体检测进行热流量测量和校正

为什么要做这个测试？

量热式流量传感器通常根据特定介质进行调整，因为测量值受气体的热导率和容量的影响。因此，每种气体都需要一个专门校准的传感器。结合用于清洁气体检测或二元气体混合物浓度测定的密度测量，可以在过程运行时灵活分配校准数据和校正因子。这意味着，无论清洁气体或混合物的混合比如何，始终计算正确的流量值，并且该测量点只需要一种传感器。

什么是眨眼之见？

你需要快速测量、绘制或做某事吗？取得结果的速度比完美的（科学的）方法更重要。为此，我们介绍了眨眼之见。也就是说，验证科学就在眨眼之间。我们不想以科学的方式证明任何事情，而是迅速地以务实的方式证明一些事情。如果您感兴趣，我们很乐意与您进行更详细的探讨。

结果

在图 1 中，原始流量值以蓝色绘制在右侧轴上，校正后的体积流量以橙色绘制在左侧轴上。蓝色线性拟合清楚地显示了 CO2 和 N2 的不同热参数如何在没有密度或浓度校正的情况下伪造确定的测量值。然而，通过添加在线密度测量，流量可以被校正到设定的100 sccm的大约2%以内，如橙色的线性拟合所示。结果表明：虹科气体密度传感器DGF-I1和IST流量传感器SFS01的组合，可以准确地测定混合气体的流速，而与混合气体的浓度比无关。

除了已知气体成分的二元气体混合物外，该原理还可以扩展到在不同密度的气体之间切换。使用清洁气体检测系统，可以选择适当的校准数据或校正因子，并实时校正测量值。这样就有可能实现灵活的、性价比更高的流量测量，并具有热测量原理的所有优点：

  • 长期稳定抗振测量

  • 紧凑设计

  • 响应时间特别快（<10 毫秒），适用于过程控制

  • 包括方向检测在内的最低流速的高灵敏度

  • 洁净气体检测

  • 多参数测量系统（流量、密度、压力、温度）

  • 微泄漏监测

                                                图1：校正流量与原始流量的比较

测量原理

图2为实验站的设置。使用并联的热质量流量控制器 (MFC 1-5) 设置各种纯气体和气体混合物的所需流速值。每个质量流量控制器都校准到相应的清洁气体，这意味着可以精确控制混合比。然后气体混合物流过两个串联的密度和流量传感器。

流量传感器的 I2C 测量信号直接传输到气体密度传感器，通过测得的密度和浓度来计算原始值和校正因子。将得到的流量测量值与气体混合器的设定目标值进行比较，以验证原型的功能。

    图2：实验装置

使用了哪些传感器？

气体密度传感器HK-DGF-i1

流量传感器SFS01