体积流量与质量流量
体积流量与质量流量
在室温和低压力时，体积流量和质量流量几乎是一样的，然而，这些值会随着温度或者压力的改变而彻底改变，因为气体的压力和温度可以直接影响气体的体积。例如，使用体积流量计测量充满气球的氦气为250mL，在进气口处放置一个循环开和关的加热炉， 间断的加热氦气。由于体积流量计一般测量的是气体的体积，所有的气球在刚开始的时候大小都是一样的。然而，如果把所有的气球都放在一个房间，使其达到恒温，这些气球的大小将会变的不同。如果，另外的方法，使用质量流量计测量充满气球的氦气为250标准mL，结果气球的大小是不同的，但是使其达到一个平衡的温度之后，这些气球将会变成同样大小。 这个参数叫做修正的质量流量，因为这个结果是经过压力和温度补偿过的，并且是根据气体的质量得来的。如果不知道气体的温度和压力以及密度，则气体的质量是确定不了的。如果确定是在标准状态下修正质量流量计，并且在标准状态下的密度也是已知的（请参见操作手册后面的密度表），可按照下面详细的例子来计算出实际的质量流量。 质量流量读数＝250SCCM（标准的毫升每分钟）
气体：氦气
25℃和14.696PSIA条件的的气体密度＝0.16353克/升
实际质量流量＝（质量流量读数）×（气体密度）
实际质量流量＝（250毫升/分钟）×（1升/1000毫升）×（0.16353克/升） 实际质量流量＝0.0409克/分的氦气
体积和质量流量之间的转换：为了把体积流量转换成质量流量，必须知道气体的密度。则质量流量和体积流量之间的计算关系如下：
质量＝体积×密度
体积流量转换成质量流量需要知道密度的变化。根据理想气体定律，温度与密度关系如下：
ρa/ρs=Ts/Ta
其中
ρa＝ 所测量气体的密度
Ta ＝ 所测量气体的绝对温度 29
ρs＝ 标准条件下的密度
Ts ＝ 标准条件下的绝对温度
0K ＝ ℃+273.15 注意：0 K＝0
压力跟密度的关系如下：
ρa/ρs=Pa/PS
其中：ρa＝ 所测量气体的密度
Pa ＝ 所测量气体的绝对压力
ρs＝ 标准条件下的密度
Ps ＝ 标准条件下的绝对压力
因此，为了测量质量流量，必须应用到体积流量计算上的两个参数：温度影响密度和压力影响密度。
可压缩性：现在我们来讨论一下气体在理想状态下，气体的特征，理想气体定律如下： PV＝nRT 其中： P＝绝对压力
V＝体积（或者体积流量）
n＝摩尔数（或者摩尔流量）
R＝气体常数（与气体分子重量）
T＝绝对温度
在质量流量计产品要求的测量温度和压力限制下，大多数气体能得到理想的测量。但是，一些非理想气体（如丙烷和丁烷）在同样的温度和压力限制下的测量结果稍差，则需要有一定的校准。
PV＝ZnRT
其中：“Z”是可压缩系数。当气体接近将要转变成液体时，Z的变化会比较显著。当压缩系数下降（Z＝1是理想气体条件），则气体的体积会小于一般理想气体的体积。 计算关系如下：PaVa/ZaTa＝PsVs/ZsTs。消除R和n
质量流量计是根据非理想气体的特征计算气体流量的。校正流量一般是在25℃，14.696PSIA的条件下，并且压缩系数也是在那些条件下的。这个允许用户用标准条件下的气体密度乘质量流量得到质量流量为克/分。
我们在我们的气体表中已经融入了压缩系数。仅用显示屏上显示的P，V和T参数来计算质量流量，有时将会出现错误。
注意：一般质量的单位都用克，千克等来表示，但是质量流量的单位指定为SLPM（标准升/分），SCCM（标准立方厘米/分）或SmL/M（标准毫升/分）。
质量流量是根据标准温度和压力下的体积流量计算的。知道标准状态下的密度，可得到质量流量单位为克/分，千克/小时。
本内容学习alicat质量流量计，不同厂家的质量流量计使用的技术以及算法可能不同，大家注意区分。