Регулятор массового расхода для лабораторий и исследовательских работ: измеряет расход воздуха с точностью до 0,02 SCCM.

Быстрый ответ

Для лабораторных условий расход воздуха или газа от 0,02 до 2 SCCM (микрорасходомощный расходомер) правильным выбором станет микротермомассовый расходомер. Серии SFM (измеритель) и SFC (контроллер) от Silver Instruments охватывают этот диапазон с точностью ±1% от полной шкалы, диапазоном регулирования 100:1, временем отклика от 0,2 до 2 секунд, локальным цифровым дисплеем и быстроразъемными фитингами 6 мм. Надежный нижний предел обнаружения составляет 0,02 SCCM. Если целевое значение ниже 0,02 SCCM, лучшим инструментом будет микрокориолисовый расходомер.

Области применения: научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в фармацевтической отрасли и газопроводы лабораторий.

Один из распространенных запросов, поступающих к нам из исследовательских лабораторий, звучит примерно так. Недавно к нам обратилась австралийская фармацевтическая исследовательская лаборатория со следующими критериями для устройства измерения расхода газа:

Диапазон расхода от 0,01 до 1,00 SCCM с некоторым запасом.
Трубки с внешним диаметром 6 мм, быстроразъемные фитинги.
Только однонаправленный поток
Для снижения затрат предпочтительнее использовать локальный дисплей, а не удаленный.
Отображение в SCCM (стандартные кубические сантиметры в минуту)
Счетчик — полезная, но не обязательная функция.
Дополнительный сигнал 4-20 мА (опционально)

Это типичное описание лабораторной работы. Подача газа на синхротронный канал, стенды для испытания катализаторов, исследования лекарственных форм, исследования топливных элементов и работа с микрореакторами — все это укладывается в диапазон от 0,01 до 10 SCCM. Цифры невелики, но последствия неправильного измерения огромны. 20%-ная ошибка при подаче реагентов в объеме 0,5 SCCM может привести к потере данных за неделю экспериментов.

Что на самом деле означает 0,02 SCCM?

0,02 SCCM — это 0,02 стандартных кубических сантиметра в минуту. Это 20 микролитров газа при стандартных условиях каждые 60 секунд. Чтобы представить это наглядно: вообразите одну маленькую каплю воды. Теперь представьте этот объем воздуха, распределенный в течение целой минуты, движущийся по трубке диаметром с карандаш. Это и есть скорость потока, которую нас просят измерить.

Большинство расходомеров этого не позволяют. Турбинным расходомерам требуется как минимум 2 м³/ч. Ротаметры с переменным диаметром пор обычно показывают минимальный расход около 50 л/ч. Даже стандартные термомассовые расходомеры начинают терять точность при расходе ниже 5 кубических м³/ч. Ниже этого значения начинают действовать законы физики.

Почему в данном случае правильным принципом является принцип тепломассового потока?

thermal mass flow sensor

Термомассовый расходомер измеряет теплопередачу. Небольшой нагреватель нагревает поток газа на несколько градусов, а два датчика температуры по обе стороны регистрируют разницу температур. Эта разница прямо пропорциональна массовому расходу. Поскольку измеряется масса, а не объем, не требуется отдельная компенсация давления или температуры, что важно в лаборатории, где условия окружающей среды меняются в течение дня.

Другие преимущества для использования в лаборатории:

Отсутствие движущихся частей гарантирует отсутствие износа в течение нескольких месяцев непрерывной эксплуатации.
Очень низкое падение давления, что важно, когда источником является регулятор или шприцевой насос.
Прямое считывание данных SCCM или SLM на цифровом дисплее
Выход Modbus RTU для записи данных в LabVIEW, Python или ПЛК.
В стандартной комплектации детали, контактирующие с жидким электролитом, изготавливаются из нержавеющей стали 316L, а для работы с агрессивными газами могут использоваться фторэластомерные уплотнения.

Почему мы говорим 0,02 SCCM, а не 0,01 SCCM?

Вот честный ответ. Наши серии SFM и SFC имеют коэффициент регулирования 100:1, с возможностью выбора полного диапазона измерений от 2 SCCM и выше. При полном диапазоне 2 SCCM надежный нижний предел составляет 0,02 SCCM. Некоторые поставщики указывают в технических характеристиках 0,01 SCCM, но фактическая повторяемость в этом случае часто составляет ±50% или хуже, поскольку сигнал теплового датчика опускается до уровня шума. Мы предпочитаем публиковать то, что можем обеспечить.

Если в вашем технологическом процессе действительно необходимо измерять или контролировать расход ниже 0,02 SCCM, термомассовый расходомер — неподходящий инструмент. Лучше использовать два подхода:

1. Пересмотрите процесс. Во многих лабораторных условиях целевое значение 0,01 SCCM является "желательным", и эксперимент хорошо проходит при 0,02–0,05 SCCM с немного большим размером образца или более длительным временем проведения. Проконсультируйтесь с химиком или инженером-технологом, прежде чем выбирать измерительный прибор.

2. Для измерения с точностью менее 0,02 SCCM с контролируемым качеством, микрокориолисовый расходомер — это подходящий инструмент. Он измеряет истинный массовый расход независимо от типа газа и может достигать нижних пределов. Компромисс заключается в стоимости (в три-четыре раза выше) и более медленном времени отклика.

Для лабораторных работ в диапазоне от 0,02 до 2 SCCM практичным решением является серия терморезисторов SFM/SFC.

Что мы рекомендуем для приведенного выше задания по лабораторной работе?

Для диапазона расхода от 0,01 до 1,00 SCCM мы рекомендуем расходомер серии SFM с диапазоном измерения от 0 до 2 SCCM, локальным цифровым дисплеем, газовыми соединениями 6 мм с быстроразъемным соединением, выходом 4-20 мА, интерфейсом RS-485 Modbus RTU и калибровкой по азоту с использованием опубликованной таблицы коэффициентов пересчета для воздуха, гелия, кислорода, углекислого газа и других распространенных газов.

Основные характеристики:

Диапазон: от 0,02 до 2 SCCM (коэффициент понижения частоты 100:1, охватывает рабочий диапазон заказчика от 0,02 до 1 SCCM)
Точность: ±1% от полной шкалы.
Время отклика: от 0,2 до 2 секунд
Питание: 24 В постоянного тока
Влажные детали: нержавеющая сталь 316L.
Дисплей: локальный цифровой, устройства SCCM
Соединение: быстроразъемный фитинг 6 мм (также доступен вариант 1/4 дюйма)
Калибровка: азот, с коэффициентом пересчета газа.

Если в дальнейшем лаборатории потребуется не просто измерять расход, а контролировать его, можно заказать тот же корпус в варианте SFC со встроенным пропорциональным клапаном. Переход от счетчика к контроллеру не меняет фитинги или компоновку панели.

Часто задаваемые вопросы

1. Может ли термомассовый расходомер действительно точно измерить расход 0,02 SCCM?

Да, в пределах ±1% от полной шкалы, при условии, что газ чистый и сухой. Рекомендуется использовать встроенный фильтр с порами 0,02 микрона перед датчиком. Твердые частицы и масляный туман будут покрывать нагреваемый датчик и со временем изменять калибровку.

2. Нужно ли мне проводить повторную калибровку при переходе с воздуха на азот или гелий?

По умолчанию прибор откалиброван на азоте. Для других газов используйте коэффициент пересчета газа (КПД), указанный в комплекте с прибором. Например, КПД для воздуха составляет 1,00 (фактически то же самое, что и для N2), для гелия — около 1,45, для CO2 — около 0,74. Цифровой дисплей можно настроить на автоматическое применение КПД на этапе заказа.

3. А как насчет обратного потока или скачков давления?

Термодатчики являются однонаправленными и не повреждаются обратным потоком, но они не могут измерять его точно. Скачки давления выше 10 бар могут повредить головку датчика. Для лабораторных работ при давлении ниже 5 бар специальная защита, кроме регулятора на стороне подачи, не требуется.

4. Как долго действует сертификат калибровки?

Каждый измерительный прибор поставляется с заводским сертификатом калибровки. Ежегодная повторная калибровка является стандартной процедурой для лабораторного и исследовательского использования.

5. Каковы сроки выполнения заказа и ценовой диапазон?

Стандартные расходомеры SFM в диапазоне от 0,02 до 2 SCCM отгружаются в течение 10-15 рабочих дней после оформления заказа. Цена зависит от дисплея, выходной мощности и типа газа, но обычно составляет от 1000 до 2400 долларов США за счетчик и от 1800 до 3200 долларов США за контроллер. Возможна поставка EXW из Шанхая или DDP.

Пришлите нам данные о вашем газе.

Если вам требуется оборудование для работы с газом с низким расходом , отправьте нам следующую информацию:

Тип газа (воздух, N2, He, O2, CO2, пользовательская смесь)
Минимальный и максимальный расход с указанием единиц измерения (SCCM, SLM, мг/мин)
Входное давление (бар или psi)
Наружный диаметр трубки (6 мм, 1/4 дюйма или другой)
Настройки отображения (локальные, удаленные или оба варианта)
Необходимый выходной сигнал (4-20 мА, Modbus, отсутствует)
Только измерительный прибор или регулятор расхода с клапаном.

В течение одного рабочего дня мы предоставим вам рекомендуемую модель, план калибровки, цену и сроки поставки. Для применений с расходом менее 0,02 SCCM сообщите нам целевой диапазон, и мы посоветуем, какой вариант лучше: термомассовый расходомер или микрокориолисный расходомер. Полные варианты конфигурации см. в описании нашего низкорасходового расходомера SFM/SFC и контроллера .

Оставьте сообщение Напишите нам

Мы свяжемся с вами в течение 24 часов..