Alicat的質(zhì)量流量計和質(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)象及其對常見類型的質(zhì)量流量計的影響。

1、流量測量的滯后效應(yīng)

滯后會導致設(shè)備對重復(fù)相同輸入的響應(yīng)不同，從而降低測量精度。

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

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，當它冷卻到室溫時，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)，它會對獲得可重復(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。

 

2、科里奧利質(zhì)量流量計的滯后現(xiàn)象

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

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

增加流量會增加系統(tǒng)的質(zhì)量，并導致與流經(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，減少流量會減少振蕩。

然而，從一個流量迅速移動到一個低得多的流量會導致滯后，因為二階振蕩需要時間來減弱，直到符合新的低質(zhì)量流量水平。

3、熱式質(zhì)量流量計中的滯后現(xiàn)象

熱式質(zhì)量流量計根據(jù)氣流的熱特性提供質(zhì)量流量的間接測量。它們不是探測經(jīng)過的單個物質(zhì)分子，而是探測熱量對經(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裝有多個溫度傳感器的加熱毛細管來分流的。

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一步沿管道向下移動，而較低的流速僅使熱羽流輕微移動。

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。當流速下降時，將熱羽流進一步向下移動的高流速將需要一定的沉降時間。

這是因為檢測低流速所必需的微小毛細管的高熱導率，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)量流量計采用平均或預(yù)測算法來克服這種滯后現(xiàn)象，這是一個很好的解決方案，如果你只需要估計流量。

 

熱式質(zhì)量流量計的工作原理

 

4、壓力式質(zhì)量流量計的滯后現(xiàn)象

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

事實上，首先是壓差引起流動，所以這種流量測量接近源頭。基于壓差的質(zhì)量流量計只是簡單地測量產(chǎn)生流量的壓差。

與熱式質(zhì)量流量計一樣，基于壓力的質(zhì)量流量計也不直接測量氣體的單個分子；質(zhì)量流量測量是使用非理想氣體定律，根據(jù)記錄的壓差計算出來的。

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

如果你在熱式質(zhì)量流量計中快速反向流動，你可能會陷入毛細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)量流量計中的反向不會抵消先前的振蕩，而是為它們添加了一個新的方向。這兩種情況都有滯后現(xiàn)象。

相反，膜不能同時向前和向后偏轉(zhuǎn)，因此切換流量方向時沒有滯后現(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)，但它確實需要很短的時間來恢復(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，需要更長時間才能停止振動。適當收緊的膜迅速潮濕;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的快速測量速度和小的滯后直接導致了每次質(zhì)量流量測量的精度提高。

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

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