Massendurchflussregler Gas-Korrekturfaktoren
Anwendbare Modell-Familien: 5700, 5850E, 5850EM, 5850EMH, 5850I, 5850TR, SLA5800, SLAMF
Es gibt eine Vielzahl von Szenarien, in denen Sensorfaktoren verwendet werden können, darunter:
Faktortheorie und Ableitung
Wenn ein thermischer Massendurchflussregler (MFC) oder ein Messgerät mit einem anderen Gas arbeitet als dem, für das er kalibriert wurde, kommt es zu einer Skalenverschiebung in der Beziehung zwischen dem Ausgangssignal und dem Massendurchfluss. Dies geschieht aufgrund der unterschiedlichen Wärmekapazitäten oder spezifischen Wärme der beiden Gase.
Die spezifische Wärme ist die Menge an Wärmeenergie, die erforderlich ist, um die Temperatur einer Masseneinheit eines Stoffes umein Grad Celsius/Kelvin zu erhöhen. Sie misst, wie viel Energie ein Stoff aufnehmen kann, bevor seine Temperatur ansteigt. Die spezifische Wärme bei konstantem Druck wird häufig mit dem Symbol Cp bezeichnet und in der Einheit Joule pro Gramm pro Grad Celsius (J/g-°C) oder Joule pro Gramm pro Kelvin (J/g-K) ausgedrückt. Die molare spezifische Wärme wird als Joule pro Mol pro Kelvin (J/mol-K) ausgedrückt. Die spezifische Wärme variiert mit der Temperatur, dem Druck und der Zusammensetzung. Bei Sensoren auf Basis von Thermodrähten wird die spezifische Wärme in der Regel bei 80 °C gemessen, da diese Sensoren bei etwa 59 °C über der Umgebungstemperatur arbeiten.
Mathematisch kann sie wie folgt definiert werden:
Die Skalenverschiebung zwischen der spezifischen Wärme von zwei verschiedenen Gasen kann durch das Verhältnis der molaren spezifischen Wärme oder durch einen Sensorfaktor angenähert werden.
Die Ableitung des Sensorfaktors aus den Massenstromverhältnissen ist nachstehend dargestellt:
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Die spezifische Wärme der meisten Gase ist nicht stark druck- oder temperaturabhängig. Allerdings können Gasbedingungen, die stark von den Referenzbedingungen abweichen, zu Ungenauigkeiten führen. Weitere Faktoren, die bei der Genauigkeit der Sensorfaktoren zu berücksichtigen sind, sind die Konsistenz der spezifischen Wärme in der Referenzdatenbank, die Auswirkungen der Reynoldszahl (Strömungsweggeometrie, Gasdichte/Viskosität) und die thermophysikalische Ähnlichkeit des Ersatz-/Prozessgases. Die höchste Genauigkeit ergibt sich immer aus der Kalibrierung mit tatsächlichem Gas.
Umstellung auf ein neues Gas
Um auf ein neues Gas umzustellen, multiplizieren Sie den Ausgangsmesswert mit dem Verhältnis des Sensorfaktors für das gewünschte Gas zum Sensorfaktor des Kalibriergases.
Siehe Berechnungsbeispiel:
Ändern des Gasgemischs
Um den Durchfluss für ein neues Gasgemisch zu berechnen, verwenden Sie die folgenden Gleichungen:
Der Betrieb des thermischen Massedurchflussreglers oder -messers bei Gasbedingungen, Betriebsdruck oder Durchflussbereich, die sich von den werkseitig hergestellten und kalibrierten Bedingungen unterscheiden, kann auch eine neue Dimensionierung derDüse und der Drosselerforderlich machen. Eine solche Größenänderung erfordert Unterstützung durch dasBrooks Technical Services Team, um sicherzustellen, dass die internen Komponenten Ihres Geräts mit den neuen Prozessbedingungen kompatibel sind.
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