Alicat的質(zhì)量流量計(jì)和質(zhì)量流量控制器以其速度和精度著稱，但是我們的速度對(duì)您的精度有多重要呢?

在這篇文章中，我們研究了滯后現(xiàn)象及其對(duì)常見類型的質(zhì)量流量計(jì)的影響。

1、流量測(cè)量的滯后效應(yīng)

滯后會(huì)導(dǎo)致設(shè)備對(duì)重復(fù)相同輸入的響應(yīng)不同，從而降低測(cè)量精度。

滯后是什么?簡(jiǎn)而言之，滯后是一個(gè)系統(tǒng)根據(jù)其過去的輸入歷史對(duì)同一輸入做出不同反應(yīng)的趨勢(shì)。

例如，我們大多數(shù)人都在室溫下吃過巧克力。但是任何在烹飪中使用過巧克力的人都知道，一旦巧克力被加熱并融化，當(dāng)它冷卻到室溫時(shí)，仍然可以保持液態(tài)。根據(jù)巧克力的加熱或冷卻過程，相同的輸入溫度產(chǎn)生不同的結(jié)果(固體vs液體)。

這就是滯后效應(yīng)，它會(huì)對(duì)獲得可重復(fù)的結(jié)果造成很大的阻礙。

拉伸橡皮筋的滯后現(xiàn)象。加載和卸載的間隙是橡膠由于摩擦而不返回其原始形狀的趨勢(shì)。

2、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的滯后現(xiàn)象

既然我們已經(jīng)定義了滯后，讓我們看看不同的質(zhì)量流量測(cè)量技術(shù)如何表現(xiàn)滯后。

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的工作原理是通過振動(dòng)彎曲的管道，氣體通過管道流動(dòng)。

增加流量會(huì)增加系統(tǒng)的質(zhì)量，并導(dǎo)致與流經(jīng)油管的流體密度和質(zhì)量直接相關(guān)的二階振蕩，這稱為科里奧利效應(yīng)。

正如通過更快的流速增加質(zhì)量增加這些振蕩一樣，減少流量會(huì)減少振蕩。

然而，從一個(gè)流量迅速移動(dòng)到一個(gè)低得多的流量會(huì)導(dǎo)致滯后，因?yàn)槎A振蕩需要時(shí)間來減弱，直到符合新的低質(zhì)量流量水平。

3、熱式質(zhì)量流量計(jì)中的滯后現(xiàn)象

熱式質(zhì)量流量計(jì)根據(jù)氣流的熱特性提供質(zhì)量流量的間接測(cè)量。它們不是探測(cè)經(jīng)過的單個(gè)物質(zhì)分子，而是探測(cè)熱量對(duì)經(jīng)過物質(zhì)的影響，這一原理稱為熱彌散。

有幾種類型的熱量表，但通常一小部分氣體流量是通過一個(gè)裝有多個(gè)溫度傳感器的加熱毛細(xì)管來分流的。

隨著流速的增加，氣體分子被管子加熱，然后把熱量帶到管子的更深處，直到它們的溫度恢復(fù)到以前不加熱的狀態(tài)。較高的流速使熱羽流進(jìn)一步沿管道向下移動(dòng)，而較低的流速僅使熱羽流輕微移動(dòng)。

在加熱之前，氣體分子的熱性質(zhì)、濃度(壓力)和環(huán)境溫度也決定了熱量通過管道的程度。當(dāng)流速下降時(shí)，將熱羽流進(jìn)一步向下移動(dòng)的高流速將需要一定的沉降時(shí)間。

這是因?yàn)闄z測(cè)低流速所必需的微小毛細(xì)管的高熱導(dǎo)率，也使其在流速下降后很好地保持了升高的溫度。

一些熱式質(zhì)量流量計(jì)采用平均或預(yù)測(cè)算法來克服這種滯后現(xiàn)象，這是一個(gè)很好的解決方案，如果你只需要估計(jì)流量。

熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理

4、壓力式質(zhì)量流量計(jì)的滯后現(xiàn)象

基于壓力的質(zhì)量流量計(jì)有很多種，但它們都在某種程度上是根據(jù)伯努利原理來測(cè)量流量的，伯努利原理是運(yùn)動(dòng)流體中的壓力降低。

事實(shí)上，首先是壓差引起流動(dòng)，所以這種流量測(cè)量接近源頭。基于壓差的質(zhì)量流量計(jì)只是簡(jiǎn)單地測(cè)量產(chǎn)生流量的壓差。

與熱式質(zhì)量流量計(jì)一樣，基于壓力的質(zhì)量流量計(jì)也不直接測(cè)量氣體的單個(gè)分子；質(zhì)量流量測(cè)量是使用非理想氣體定律，根據(jù)記錄的壓差計(jì)算出來的。

Alicat壓差傳感器采用的是根據(jù)流動(dòng)方向在一個(gè)方向或另一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)的膜。這一特性標(biāo)志著流量測(cè)量技術(shù)之間的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)別。

如果你在熱式質(zhì)量流量計(jì)中快速反向流動(dòng)，你可能會(huì)陷入毛細(xì)管的下游和上游都被加熱到一定程度的情況。

同樣，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)中的反向不會(huì)抵消先前的振蕩，而是為它們添加了一個(gè)新的方向。這兩種情況都有滯后現(xiàn)象。

相反，膜不能同時(shí)向前和向后偏轉(zhuǎn)，因此切換流量方向時(shí)沒有滯后現(xiàn)象。然而，隨著壓差的變化，膜可以前后振蕩，這就是Alicat5毫秒響應(yīng)速度的原因。

你可以通過敲擊鼓來觀察膜式壓力傳感器的有限滯后。更猛烈的撞擊（更大的壓力）使鼓膜進(jìn)一步偏轉(zhuǎn)，使更大質(zhì)量的空氣壓縮到第二層膜上，從而產(chǎn)生你聽到的聲音。

繃緊的膜很快恢復(fù)到未經(jīng)選擇的狀態(tài)，但它確實(shí)需要很短的時(shí)間來恢復(fù)，這就是它的滯后性。

膜的緊密性決定了這種滯后的程度。松散的膜反應(yīng)更慢，需要更長(zhǎng)時(shí)間才能停止振動(dòng)。適當(dāng)收緊的膜迅速潮濕;以鼓為例，在一次擊打的滯后效應(yīng)消失之前，第二次擊打是不可能的。

同樣，Alicat的快速測(cè)量速度和小的滯后直接導(dǎo)致了每次質(zhì)量流量測(cè)量的精度提高。

低滯后意味著你可以確信你的當(dāng)前測(cè)量不是人為地建立在你的后一個(gè)殘余效應(yīng)上，即使那一個(gè)僅僅是10毫秒前。

這種質(zhì)量也使得Alicat非常擅長(zhǎng)測(cè)量瞬態(tài)現(xiàn)象，比如油氣井氣動(dòng)執(zhí)行器的短暫爆炸，探空火箭的姿態(tài)調(diào)整噴嘴。