Hmotnostní průtok plynu

Hmotnostním průtokem se označuje hmotnost plynu, která projde průřezem za jednotku času. Na rozdíl od objemového průtoku, kde se měří jeho objem. Vztah mezi objemovým a hmotnostním průtokem definuje Boyleův zákon (zvaný také Boyleův–Mariottův zákon), kdy je při stlačení plynu zachována jeho hmotnost (pV=konstant). V literatuře najdeme také označení hmotový průtok nebo hmotnostní tok. Při měření průtoku plynu se běžně používají jednotky ln/min, ls/min, sccm a další popsané v tabulce níže. Méně často se při měření průtoku plynu využívají jednotky kg/h, které se obvykle používají při měření hmotnostního průtoku kapalin.

By-passový termický průtokoměr

Tradičně se k měření hmotnostního průtoku plynu používají termické hmotnostní průtokoměry s by-passem, kde je oddělena malá část protékaného plynu do by-passového termického senzoru. Tento senzor se skládá z topného tělesa a dvou teplotních snímačů, přičemž jeden teplotní senzor je před topným tělesem a druhý za ním po směru toku plynu. Při nulovém průtoku je teplota prvního a druhého teplotního senzoru stejná. Prouděním plynu dojde k ochlazení prvního a zvýšení teploty na druhém senzoru. Tento rozdíl se poté přepočítává na hmotnostní průtok plynu. By-passové průtokoměry jsou tedy kalibrovány vzduchem nebo dusíkem (konverzní faktor 1) a hmotnostní průtok pro ostatní plyny je matematicky přepočítáván přes konverzní faktory jednotlivých plynů. Výhodami tedy je použití pro kterýkoliv plyn včetně agresivních (při volbě odolného těsnění) a možnost použití i pro vysoký tlak. Naopak nevýhodou je nutnost časté kalibrace (doporučuje se jednou za rok), citlivost na částicové nečistoty a vyšší pořizovací cena.

V naší nabídce najdete s by-passovým senzorem hmotnostní průtokoměry a regulátory průtoku řady SmartTrak.

 

Termický průtokoměr s MEMS technologií

Inovativní metodou měření hmotnostního průtoku plynu jsou čipové senzory MEMS. Tyto senzory pracují také na termickém principu s topným tělesem a dvěma teplotními snímači, ovšem ty jsou součástí čipu, který je umístěn přímo v proudu měřeného plynu. Průtokoměry s MEMS jsou tedy méně citlivé na částicové nečistoty a mají výrazně nižší výrobní náklady. Dalším pozitivem, které nelze opomenout, je stabilita MEMS senzoru průtoku, díky které není potřeba kalibrace dřív než po 5 letech provozu přístroje. Této stability je docíleno kalibrací reálným plynem a menšími teplotními nároky na termický senzor. Naopak nevýhodou tohoto typu senzoru je omezení provozního tlaku do 11 bar (a) a nevhodnost použití pro agresivní plyny.

V naší nabídce najdete tento typ senzoru v hmotnostních průtokoměrech a regulátorech průtoku Red-y Smart, Compact a Industrial.

Nejpoužívanější jednotky hmotnostního průtoku plynu (přepočet pro vzduch na ln/min):

  • ln/min … litr normal za minutu (při 0°C a 1013,25 hPa (a))
  • ls/min … litr standard za minutu (při 20 °C a 1013,25 hPa (a)) = 0,9316 ln/min
  • slm … litr při 0 °C a 1013,25 hPa (a) = 1 ln/min
  • sccm … kubický centimetr při 0 °C a 1013,25 hPa (a) = 0,001 ln/min
  • scfm … standard cubic feet per minute odpovídá 28,32 ln/min
  • g/min … gram za minutu = 0,7734 ln/min
  • kg/h … kilogram za hodinu = 12,89 ln/min