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一文详解数显气体质量流量计

时间:2026-02-04      点击次数:78
  易度团队意识到,通用型高性能层流压差式流量计和控制器在国内还是空白,易度团队立志通过精密仪器性能的提升赋能制造业,从而造福人类,并确立了“仪器的一小步,文明的一大步”的使命。后来,随着易度的发展规划,进而将企业愿景升级为:创建精密仪器公司。

数显气体质量流量计

  为保证产品优异的准确度、重复性、响应时间、温度压力适应性、长期使用稳定性等关键指标。易度始终保持全链自研的能力:层流元件、精密比例调节阀、压差传感器、软件算法、嵌入式硬件全部由易度自主研发。目前,易度已经形成了大小量程衔接、高低精度搭配、应用场景广泛的全系列产品。
  ‌数显气体质量流量计是一种直接测量气体质量流量的仪表该系列有多种量程范围,适用于不同的应用场景。每一件产品出厂前都经过严格的测试和校准,以确保进行高质量交付。应用于监测空气、氮气、氧气的质量流量,可广泛应用于高校科研、消防、环境监测、烟草、智慧农业、食品、医药等行业。

  数显气体质量流量计的流量单位通常是SCCM(mL/min)、SLPM(L/min),有时候我们需要g/s、g/min,他们之间如何换算呢?
  怎样通过密度计算气体质量?
  我们在中学时期就学习过质量和体积的关系:
  m=ρv
  其中m是质量,ρ是密度,v是体积。这么看来的话质量与体积之间的换算非常简单,只需要通过密度换算一下就可以了。
  但是使用气体密度的时候就要非常注意了,气体是可压缩的,不同的压力、不同的温度下对应的气体密度都不一样,因此我们描述气体密度时通常是:在某个压力、某个温度下,某种气体的密度是多少。

数显气体质量流量计

  无法查询到气体密度该怎么计算呢?
  别急,即使不知道气体密度,我们仍然能够进行气体质量与体积的换算。这时我们就需要气体摩尔体积这个概念了。
  首先我们需要知道一个事实:1mol任何气体在101.325kPa、0℃下的体积都是22.4L,这个体积被称为气体的摩尔体积。通过理想气体状态方程:
  PV=nRT(公式1)
  我们就可以计算出气体在101.325kPa、25℃(易度流量计定义的标况)下摩尔体积是24.45L。摩尔其实是数量单位,1mol气体指的就是6.02×1023个气体分子,这么多分子的总质量就称为这种气体的摩尔质量,质量与摩尔质量的关系如下:
  m=nM(公式2)
  其中m是质量,n是物质的量,M是摩尔质量。摩尔质量在数值上刚好等于分子量,分子量又等于分子的质子和中子之和,而大部分常见气体分子的分子式都很简单,可以直接看出分子量。
  知道了分子量,也就知道了摩尔质量M;知道了标况流量,也就可以计算出物质的量n,就可以轻松得到气体质量流量了:
  Q质量流量=Q标况流量/24.45×Mr(公式3)
  其中是Mr是分子量。
  可能有的小伙伴到这里有点晕了,没关系,如果你的流量计设定的标况是101.325KPa、25℃,只要按照上面的公式计算即可,不必在意推导过程。

数显气体质量流量计

  气体质量与体积之间换算需要注意什么?
  一、明确换算条件:温度与压力
  气体具有可压缩性,其密度随温度和压力变化显著。因此,必须明确气体所处的状态条件(即“标况”)。例如:
  易度流量计定义的标况:101.325kPa、25℃,此时气体摩尔体积为24.45L/mol;
  传统标准状况(STP):101.325kPa、0℃,此时气体摩尔体积为22.4L/mol。
  若未明确条件,直接使用密度或摩尔体积计算会导致显著误差。例如,氮气在25℃时的密度为1.13g/L,而在0℃时为1.25g/L。
  二、两种常用换算方法及注意事项
  1. 密度法
  公式:
  m=pv
  步骤: ① 查询气体在标况下的密度(如101.325kPa、25℃);
  ② 将体积流量乘以密度,得到质量流量。
  优点:
  计算简单,结果精确(误差通常小于1%)。
  缺点:
  需准确获取标况下的密度值。若误用其他条件下的密度(如0℃数据),误差可达10%以上。
  案例:
  氮气流量100SLPM(标况25℃),密度1.13g/L,则质量流量为:
  100L/min×1.13g/L÷60=1.88g/s
  2. 摩尔质量法
  ① 确定气体分子量(如氮气为28);
  ② 利用标况摩尔体积22.4L/mol,将体积流量转换为物质的量;
  ③ 通过摩尔质量计算质量流量。
  优点:
  无需查询密度,仅需分子量(可通过元素周期表推算)。
  缺点:
  存在约1%的误差,因摩尔体积和分子量均取近似值(如22.4L/mol为理论计算值)。
  案例:
  氮气流量100SLPM,分子量28,则质量流量为:
  100/60÷22.4*28=1.9g/s
  三、误差来源与优化建议
  条件偏差:
  若流量计标况定义与计算条件不符,需重新校准摩尔体积。
  数据准确性:
  密度法依赖实验数据,建议优先查阅物性数据库(如NIST),而非通用搜索引擎。
  气体非理想性:
  高压或低温下,气体偏离理想状态,需引入压缩因子修正方程。

数显气体质量流量计

 

  气体质量与体积的换算需严格遵循标况条件,并根据实际需求选择密度法或摩尔质量法。工业应用中,易度等厂商的流量计通常内置标况参数,可直接输出质量流量,而实验室研究则需手动验证数据来源及计算逻辑,以确保结果的可靠性。