随着科技的不断发展，工业领域内如制药、半导体、航空、环境监测等行业对气体流量的精密测量和校准需求也日益增加。福禄克计量校准部推出的 molbloc/molbox1+ 气体流量校准系统支持多种气体自动化校准，快速、精准、量程宽、易于运输，可开展实时测量，适用于校准气体流量计、质量流量控制器 (MFC)、转子流量计、气泡检测仪以及其他流量测量设备。

在测量和校准质量流量过程中，需要将质量流量转化为体积流量，其中关键步骤是确定气体密度。气体密度与实际温度和压力有关，该温度和压力可通过直接测量当前容积/设备/DUT（被测设备）内的气体获得。

COMPASS for Flow 自动校准软件内置了气体特性，与 molbloc/ molbox 配合可轻松支持质量流量设备的气体修正因子和体积计量设备的气体密度修正，还可通过自动输入压力和温度测量值动态计算修正流量。因此一旦获得容积/设备/DUT当前状态下的温度和压力值，就可以使用COMPASS for FLOW中的测量单位转换器工具来计算气体密度，如下所示：

上图所示例子中，介质为氮气，当前DUT压力为14.323 psia（需要绝对压力），DUT温度为74.543F。此温度压力下氮气密度为1.12133 kg/m³。

为了计算直观化，从Fluke molbloc/molbox1+中获取质量流量，并将其转换为每单位时间的千克（kg）。使用千克（kg），为的是质量单位与密度计算单位（kg/m³）相匹配。例如，从质量流量slm@70F（标准升/分钟）到体积流量alm（实际升/分钟），首先将质量流量转换为kg/m（千克/分钟）。假设在Fluke molbloc/molbox1+上的当前质量流量读数为10.193 ulm（用户定义的升/分钟），在选择该装置时，Fluke molbloc/molbox1+提示用户定义的参考温度时，我们输入了70F。这相当于在COMPASS for FLOW或类似产品中选择slm@70F，我们可以换算成kg/m（千克/分钟），如下所示：

slm@70F显示已被标准化为101.325kPa（14.696 psia）和70F，是基于体积的质量流量单位，而kg/m的单位是纯质量流量单位，没有任何压力或温度。

取0.011828 kg/m（kg/min）的质量流量，除以密度1.12133 kg/m³（kg/m³），得到体积流量0.010548 am³/m（实际立方米/分钟）。

最后一步是将am³/m（实际立方米/分钟）体积流量转换为最终所需的alm（实际升/分钟）体积单位。由于这两个单位现在都是体积单位，我们需要为这两个单位输入最初从DUT测量的相同压力和温度，以便进行适当转换：

最终结果是我们的质量流量为10.193slm@70F在压力14.323 psia和温度74.543 F的测量条件下，转换为10.548 alm的DUT体积流量。

在某些测试中，可能还需要将体积流量alm转换为标准压力和温度下的体积流量。假设标准化的条件是压力14.7psi和温度70F。那么标准化体积流量的转换就是：

在14.7 psia和70F条件下，10.18979 alm流量值，非常接近于选择slm@70F条件下的流量值10.19260。造成这种情况的原因是压力的微小差异，因为101.325kPa标准大气压力四舍五入后，它基本等于14.696 psi或者14.7 psi。

如果想要将体积流量转换为质量流量，其过程与上述相同，但不是除以密度，而是乘以密度。

molbloc/molbox1+ 气体流量校准系统

molbox1+流量测试主机

· 不确定度可达0.125%读数

· 实时流量测量，1秒/读数

molbloc-L层流元件模块

· 量程适用于1sccm至100slm

molbloc-S音速喷嘴模块

· 量程可达5000slm，可扩展至20000slm

COMPASS® for Flow

基于 COMPASS for Pressure 软件平台，是可定制且启用了宏的质量流量校准软件包。

· 可执行复杂的实时流量计算以及根据数据改变测试方案

· 提供测试设置下的整套装置、测试设置和报告生成工具

关键词:质量流量 体积流量 计量校准

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来 源：福禄克公司

编辑：清风

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