如何快速穩(wěn)定地監(jiān)測空氣環(huán)境中的流量數(shù)據(jù)

我們的世界正以更快的速度發(fā)展，流量檢測過程也要加快。新的工業(yè)通信協(xié)議可以在不到一秒的時間內(nèi)，從數(shù)百個質(zhì)量流量計傳輸流量數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集速度的提高可以改進(jìn)流程，而質(zhì)量流量計的傳感器速度的提高可以改進(jìn)數(shù)據(jù)本身。

1、熱式質(zhì)量流量計的問題

當(dāng)你需要知道氣體的總流量，而不僅僅是實際流量時，流量計的測量速度就變得非常重要。

如果氣體或液體已經(jīng)在流動，一個流量累加器可以啟動和停止一個定時測量，以獲取在這段時間內(nèi)總流量的樣本。

然而，當(dāng)您需要知道從開始到結(jié)束的全部流量時，隨著流量計速度提高，大量數(shù)據(jù)可能會丟失。

一個更引人注目的例子來自美國*(EPA)的一項研究應(yīng)用。

美國*(EPA)的一名研究人員聯(lián)系了Alicat，他需要量化石油和天然氣井臺的氣動控制器排放了多少氣體。

在這些地方，當(dāng)天然氣泄漏到大氣中，已經(jīng)存在的天然氣通常會驅(qū)動氣動控制器。這些控制器大多是間歇性的氣動控制器，其驅(qū)動周期僅持續(xù)幾秒鐘。

之前的一項研究使用熱式質(zhì)量流量計來匯總這些排放的氣體。然而，這些熱式質(zhì)量流量計1-3秒的響應(yīng)速度意味著，當(dāng)熱式質(zhì)量流量計試圖趕上瞬態(tài)流速時，很大一部分流量數(shù)據(jù)會丟失。

2、差壓式質(zhì)量流量計

為了更好地保存流量數(shù)據(jù)，美國*(EPA)求助于Alicat的差壓式質(zhì)量流量計。

這些流量計每秒測量流量1000次，氣動測量響應(yīng)時間為5毫秒。通過安裝Alicat質(zhì)量流量計，研究人員能夠精確地跟蹤氣動控制器的驅(qū)動曲線，從爆炸開啟到突然關(guān)閉。

與熱式質(zhì)量流量計相比，Alicat質(zhì)量流量計的傳感器的響應(yīng)速度記錄了更多的可用數(shù)據(jù)，使測量更加準(zhǔn)確、可靠。

另一方面，測量空氣中溫室氣體濃度的氣體分析儀需要定期校準(zhǔn)，以確保準(zhǔn)確測量微小濃度。

為了做到這一點，環(huán)境監(jiān)測人員會使用動態(tài)稀釋校準(zhǔn)器來產(chǎn)生已知濃度的氣體。由于這一過程是動態(tài)的，這些稀釋校準(zhǔn)器內(nèi)的質(zhì)量流量控制器也需要定期校準(zhǔn)。

隨著氣體分析儀變得更加靈敏，稀釋校準(zhǔn)器增加了微小流量的質(zhì)量流量控制器，低流量通常為10-20 sccm，以模擬更小的氣體濃度。

在過去，正位移(PD)流量計通常用于校準(zhǔn)這些質(zhì)量流量控制器。這種類型的流量計提供了一種平均流量，這種平均流量是用總流量除以測量時間計算出來的，但是極低的流量要求會隱藏一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

當(dāng)流速為20sccm時，這種流量計完成一次測量大約需要20秒。在1 sccm處(所需的20點校準(zhǔn)的低點)，測量時間超過6分鐘。

當(dāng)質(zhì)量流量控制器校準(zhǔn)失敗時，在長時間的測量過程中不會顯示流量發(fā)生了什么，因為只有在測量結(jié)束時才記錄數(shù)據(jù)。

也許質(zhì)量流量控制器在一個正常的周期內(nèi)振蕩，或者一開始運行得很好，然后堵塞了。

有時，故障是正位移(PD)流量計在測量過程中卡住了，但是如果沒有連續(xù)的觀察，就無法診斷這些情況。

3、Alicat差壓式高速質(zhì)量流量計

在這種情況下，環(huán)境監(jiān)測人員求助于Alicat高速的質(zhì)量流量計，使其他流量計檢測不到的數(shù)據(jù)變得可見。

Alicat在5-10毫秒內(nèi)對流量變化作出氣動響應(yīng)，環(huán)境監(jiān)測人員可以便捷地診斷出校準(zhǔn)失敗的原因。

當(dāng)實時捕獲數(shù)據(jù)時，性能不佳的質(zhì)量流量控制器所產(chǎn)生的循環(huán)振蕩很容易與流量路徑中的阻塞區(qū)分開來。

事實上，Alicat質(zhì)量流量計連接到一個正位移(PD)流量計時，可以診斷出正位移(PD)流量計的控制球在氣缸中發(fā)生間斷，或當(dāng)控制球的加速時間過長而無法與流速匹配時所導(dǎo)致的故障。