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      涡街流量计

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      利用涡街流量计气体混合应用中低流量的精确测量

      来源:作者:发表时间:2019-05-06

          为实验室或生物医学研究应用选择合适的流量控制器对于在任何涉及控制气体流量的实验中取得成功至关重要。
          对于气体混合或混合应用尤其如此,其中在腔室中混合(混合)两种或更多种气体,直到达到每种气体的指定浓度(或分压)。由于应用程序的复杂性,研究人员总是在寻找那种能够为他们提供可靠依赖的可靠数据的圣杯仪器。
      现实生活中的例子:暂停动画
          阿拉巴马大学硫化物生物学家DavidKraus博士博士正在进行一项关于假死动物领域的前沿研究。他担心在实验的必要低流量下精确测量混合气体的能力。
          他的实验需要一个涡街流量计,可以向实验室小鼠提供精确和可重复的硫化氢(H2S),以试图诱导假死。这种特殊气体包括5%硫化氢和95%平衡氮气的混合物,混合到另一股混合空气流和N2中,流量范围非常低,为1-10sccm。这种混合物旨在减缓新陈代谢,降低心率和降低体温。
          太多的H2S会杀死老鼠,而适量的诱导假死。就像类似于科幻电影的东西一样,克劳斯博士正在及时“冻结”动物。移除H2S使它们恢复了活力。
       如何解决涡街流量计中的运动部件磨损或堵塞问题
      需要非常好的气体流量测量
          挑战在于找到一种流量控制器,可以减轻Kraus博士对低流量精确测量混合气体能力的充分理由的担忧。
          对于传统的涡街流量计,气体混合物因不准确而臭名昭着。在校准期间,大多数仪器与应用程序“曲线拟合”,因为它们不是线性的。它们用一次气体校准,但气体混合物具有与一次气体不同的性质,因此混合物的原始曲线不正确。
          对于某些流量控制器,尤其是基于差压(ΔP)的装置,也难以考虑压力变化。由于腔室充满组分气体,压力将增加,这将导致测量仪器的背压。随着背压的变化,差压装置将失去准确性。
          它们在低流量时也表现不佳,因为它们需要压降才能运行。在低流量时,会发生低压降,因此仪表的灵敏度可能不够。
          Kraus博士有两种选择:涡街流量计基于毛细管热技术的已知优势,他选择了基于涡街流量计技术的控制器,具有对气能力和先进的层流技术。层流技术创建了一种线性关系,允许编程到涡街流量计控制器中的K因子在整个流量范围内校正任何气体混合物。
          这样就可以实现对气能力,允许相同的控制器控制构成混合物的各种纯气体并输送混合物,所有这些都无需重新校准。这种类型的线性意味着涡街流量计控制器仅在零和满量程下校准。
          Kraus博士使用板载拨号气体功能为他的5%H2S混合物编制定制列表。然后在实验室中,Kraus博士可以从拨号气体菜单中选择这种程序化混合物,或使用相同的仪器测量其他九种预编程气体。
          此外,涡街流量计控制器的强大电磁阀即使在1至10sccm的极低流量范围内也能提供精确控制和精确度。使用差压装置难以获得这种低流速,因为低流量开始时不会产生很大的压降。
          由于低流量时的不准确性,使用差压装置进行该实验可能导致输送过多的硫化氢。相反,实验取得了成功。没有老鼠死于有毒的H2S气体,并且所有受试者都达到了假死
      Kraus的燃气流量计选择符合他的三个关键要求:
          1.精确。太多的硫化氢和动物会死亡。太少了,他无法实现假死。剂量必须准确-仅在1%之内。
          2.易用性。由于他的实验的微妙性,Kraus博士想要一种简单直观的气体涡街流量计控制器。
          3.处理特殊混合物的能力。硫化氢不是大多数流量计可以测量的标准气体之一。
          从实验室到外太空
          克劳斯博士的实验取得了成功。他在他的实验室老鼠身上看到了类似假死状态。
          根据Kraus博士的说法,这些悬浮动画的突破不仅会改变医学领域,而且现在美国宇航局计划将低温动画用于低温室,因此宇航员可以在太空中长途跋涉时进行冬眠。
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