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許多客戶向我們反映Alicat流量計(jì)的讀數(shù)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)相比相差很多。

其實(shí)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示的是體積流量，Alicat的氣體流量計(jì)是可以同時(shí)顯示質(zhì)量流量和體積流量。

1質(zhì)量流量和體積流量的概念

我們先來給兩個(gè)概念正名：

體積流量：是測(cè)量氣體在被測(cè)壓力和溫度條件下流過儀器時(shí)所占據(jù)的三維空間。體積流量也被稱為實(shí)際流量。由于氣體是可壓縮的，當(dāng)壓力或溫度改變時(shí)，體積流量就會(huì)發(fā)生很大的變化。

質(zhì)量流量：測(cè)量通過儀器的分子數(shù)量，不管這些分子占據(jù)多少空間。質(zhì)量流量通常表示為標(biāo)準(zhǔn)化的體積流量。也就是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下測(cè)量這些分子所占的空間量。（STP或者NTP）

下面三張圖顯示了在不同壓力下，質(zhì)量流量（SLPM）和體積流量（LPM）讀數(shù)的差異：

2理想氣體狀態(tài)方程

理想氣體狀態(tài)方程

理想氣體狀態(tài)方程描述了靜態(tài)氣體的質(zhì)量、體積、壓力和溫度之間的關(guān)系：PV=nRT
P = 靜態(tài)壓力
V = 體積
n = 摩爾質(zhì)量
R = 氣體常數(shù)
T = 溫度

在所有其他因素不變的情況下，如果氣體壓強(qiáng)(P)增加2倍，氣體體積(V)就減少2倍。
這是因?yàn)闅怏w是可壓縮的，當(dāng)壓力增加時(shí)，它們的分子彼此間的距離會(huì)更近。如果壓力減少一半，體積就會(huì)增加一倍。
但無論靜壓的變化如何，摩爾質(zhì)量(n，體積中粒子的數(shù)量)保持不變。

想象一個(gè)裝滿500cm3空氣的靈活容器，處在一個(gè)大氣壓（約14.696 psia）和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度（25°C）下。
如果將這些條件定義為標(biāo)準(zhǔn)條件（STP），那么質(zhì)量可以表示為標(biāo)準(zhǔn)體積（Scm3）。

如果體積壓縮到250cm3，空氣分子就會(huì)靠得更近，壓力會(huì)增加到兩個(gè)大氣壓。但空氣分子的數(shù)量（摩爾質(zhì)量）不變，還是500 scm3。

如果體積拉伸到1000cm3，一個(gè)大氣壓的原始?jí)毫p半至0.5個(gè)大氣壓。再將體積加倍至2000m3，壓力就會(huì)減少到0.25個(gè)大氣壓。同樣，質(zhì)量保持不變，還是500Scm3。

在以上每個(gè)實(shí)例中，沒有從容器中移除或者添加氣體，因此容器中的空氣質(zhì)量永遠(yuǎn)不會(huì)改變。

3流量與理想氣體狀態(tài)方程

當(dāng)空氣以氣體的形式運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)空氣所占的實(shí)際空間（體積流量）會(huì)隨著壓力的變化而變化，其方式與靜態(tài)空氣相同。
管路壓力加倍，體積流量就會(huì)減半，反之亦然。而單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)的空氣分子數(shù)量（質(zhì)量流量）沒有變化。

 

4如何選擇質(zhì)量流量和體積流量

大多數(shù)Alicat流量儀表都同時(shí)提供質(zhì)量流量和體積流量，因此用戶可以針對(duì)各自的應(yīng)用來選擇合適的流量。
Alicat氣體流量控制器允許對(duì)質(zhì)量流量或者體積流量進(jìn)行閉環(huán)控制。
（1）當(dāng)流量測(cè)量或控制的焦點(diǎn)是氣體本身時(shí)，選擇質(zhì)量流量。
無論壓力條件如何，當(dāng)需要監(jiān)測(cè)分子數(shù)量時(shí)，質(zhì)量流量測(cè)量是好方法。
氣體混合的應(yīng)用只有在質(zhì)量流量控制模式下才能運(yùn)作得好，它能保證組成氣體的濃度相對(duì)于其他氣體保持恒定。
氣體計(jì)量交接也需要用質(zhì)量流量測(cè)量，因?yàn)闅怏w質(zhì)量比它所占的空間因素更為關(guān)鍵。
（2）當(dāng)測(cè)量或控制的焦點(diǎn)是氣體體積時(shí)，選擇體積流量。
在實(shí)際工藝條件下監(jiān)測(cè)氣流的組成時(shí)，體積流量是好方法。
工業(yè)衛(wèi)生和環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)也是適合用體積流量測(cè)量，因?yàn)槠淠繕?biāo)是在實(shí)際測(cè)量條件下量化空氣體積內(nèi)的顆粒數(shù)量。