Volumetrik vs. volumetrischer Standard vs. wahre Masse
“Messflussraten” und andere Flüssigkeiten oder Gase haben eine unterschiedliche Bedeutung, abhängig von:
- Volumenrate: das verbrauchte Material, das als “Volumeneinheit pro Zeiteinheit” zu sehen ist (beispielsweise Liter pro Minute)
- Molmasse Fließgeschwindigkeit: Allgemein verwendete abgekürzt als “Massenfluss”, das ist die Anzahl der Moleküle pro Volumen unter festgelegten Bedingungen, überexprimiert al “standardisierte Volumeneinheiten pro Zeiteinheit unter normalisierten Bedingungen” (zB Standardliter pro Minute oder Liter normale Liter pro Minute)
- Wahrer Massenfluss: Messen der Masse der Moleküle in der Strömung, die als Masseneinheiten pro Zeiteinheit (z. B. Gramm pro Minute) angegeben wird.
Jede dieser Arten hat ihre Anwendungen, aber jede ist technisch anspruchsvoller als die vorherige, da die Messungen komplexer sind. Der schwierigste, der zu den teuersten Lösungen führt, ist der wahre Massenstrom.
Daher wird es für unsere Kunden ein bedeutender Vorteil sein, dass Alicat nun ausgewählte technische Einheiten auf unseren Instrumenten anbietet, einschließlich Massen-, Standard- (Molar-) Massen- und Volumenstromeinheiten, die unsere multivariaten Instrumente im Wesentlichen zu Mehrzweckmessungen und -kontrollen verwendet werden.
Warum bietet nicht jeder wahre Masse an?
Die Messung der Masse selbst ist immer ein indirekter Prozess. Es bedeutet, Impuls, Gewicht oder Wärmekapazität zu messen … es gibt mehrere Möglichkeiten. Einige Verfahren arbeiten mit strömenden Fluiden – beispielsweise verwenden Coriolis-Vorrichtungen einen vibrierenden Kanal und messen die Variation dieses Vibrationsimpulses, die durch den Massenstrom von Gas oder Flüssigkeiten durch den Kanal verursacht wird. Sie sind von Änderungen in der Flüssigkeit oder sogar klumpigen und schmutzigen Strömungen nicht betroffen. Der Haken ist, sie sind teuer – ein Mehrfaches des Preises eines Alicat-Instruments. Und sie werden Ihnen die Masse angeben, aber keine Information darüber, wie viele Moleküle fließen, weil sie nichts über die fließenden Medien wissen. (Erfahren Sie mehr über Messtechnologien im Abschnitt “Arten von Gasmassenmessern” auf der Seite “Wie es funktioniert“).
Mit einer aktualisierten Firmware kann ein Alicat Durchflussmessgerät oder –Regler jetzt die wahre Masse für Ihre Flüssigkeiten – in Einheiten Ihrer Wahl – für jede der Flüssigkeiten in der Gas-Auswahlliste des Geräts oder für jedes benutzerdefinierte Gemisch aus diesen Flüssigkeiten messen. Es stimmt, Sie können andere Massendurchflussmessgeräte bestellen, die so programmiert wurden, dass sie echte Massendurchflussdaten für ein einzelnes, bekanntes, vorbestimmtes Fluid bereitstellen. Sie werden werkseitig vor dem Versand programmiert, aber dieser Flüssigkeitstyp kann ohne eine werksseitige Neuprogrammierung nicht geändert werden, da das Gerät nicht in der Lage ist, Änderungen der Viskosität anzupassen. Die Einheit verliert ihre nachvollziehbaren Verbindungen zwischen ihrer Kalibrierung und geänderten Bedingungen.
Wenn Sie bei den Alicat-Geräten die Gasarten ändern, ändern Sie die Viskosität des Gases selbst – und kalibrieren das Instrument effektiv auf das neue Gas – und alle notwendigen Informationen sind vorhanden, um den tatsächlichen Massenfluss zu berechnen. Aus dem gleichen Grund verfügen wir nicht über einen Genauigkeitsmodifikator, der bei anderen Messgeräten üblich ist, wenn wir Gase in unserer Auswahltabelle ändern. Sie können im Feld entscheiden, ob Sie die wahre Masse messen möchten, dann die Gasarten ändern (auch die gewählte Gaseinstellung ändern) und so genau wie immer bleiben. Sie erhalten echte Massenmessungen, ohne den Coriolis-Preis zu bezahlen.
Wer braucht echte Massendurchflussmessungen?
In Bioreaktoren wie dem oben abgebildeten können Systemingenieure daran interessiert sein, die Abgasmasse (zum Beispiel ein Brenngas wie Methan) aus der Biomasse zu messen. Dosieren in Kilogramm kann nützlicher sein als Liter. Umgekehrt können die Regulierungsreaktionen in einer Kammer am besten in Bezug auf die Masse gemessen werden, um die Verbrauchsraten zu berechnen und die Produktionsleistung vorherzusagen. Hypothetisch: “Ich habe 4 kg Biomasse und es werden 2 kg CO2 in der Nährstoffmischung benötigt, um es in den nächsten 24 Stunden produktiv zu halten.”
In Pharmazeutika werden Gase und Flüssigkeiten in vielen Reaktionen verwendet. Ein gebräuchliches Verfahren ist die Hydrierung, insbesondere um Beschichtungen bereitzustellen. Bei Kenntnis der beabsichtigten Dicke, Dichte, Masse und Fläche der Abdeckung kann man die erforderliche Masse berechnen, die hinzugefügt werden würde, und daher wäre die Verwendung einer tatsächlichen Massenabgabe reaktiver Gase in den Prozess einfacher zu berechnen als die Umwandlung des Standardvolumens in die Masse.
Die Messung der Masse pro Zeiteinheit ist eine mächtige neue Fähigkeit, besonders wenn Sie Masse dosieren oder summieren, wie es bei Bioreaktoren oder in der pharmazeutischen Produktion vorkommen kann.
Der Punkt ist, es ist einfach
Während einige Benutzer von echten Masseneinheiten profitieren, werden andere einen Vorteil in den volumetrischen, Standardvolumen- oder Drucksteuerungsfähigkeiten finden, die bereits in die intelligente Abtastung unseres Instruments eingebaut sind. Fast jedes Durchfluss-System kann davon profitieren, dass der Wechsel zwischen den Einheiten einfach ist – ein paar Klicks durch die Anzeigemenüs oder einige Anweisungen über die serielle Verbindung. Diese Fähigkeit ermöglicht eine einfache Neuverwendung des Strömungsinstruments oder eine Neuausrichtung von Einheiten, um besser mit anderen Berechnungen zu korrelieren.