采用电子流量控制方式的气相色谱仪，进样口、检测器或者其他辅助部件单元中，均安装有电子流量控制单元，可以给进样口、色谱柱、检测器以及特殊部件提供准确和稳定的气体流量。

气体流量的大小可以由流量控制单元内置的流量计予以测定，流量计的具体形式较多，其中比较常见的为差压式流量计。

差压式流量计是工业生产中用以测定气体、液体和蒸汽流量的较为常见的一类流量计，包括节流式流量计、均速管流量计、弯管流量计等。其中使用最多的是节流装置和差压计组成的节流式流量计。

节流式流量计具有结构简单、工作可靠、成本低、易标准化的优点，在工业生产中应用较为广泛。其基本原理如图1所示，管路中如果存在截面积小于管路的节流装置R，当流体通过该节流装置时，在节流装置的前后两端将产生一定的压力差。

在一定的流体参数条件之下（节流装置的尺寸、压力测量位置、节流装置前后的管路状况），节流装置前后的压力差Δp与流体流量F_v之间有确定的函数关系。因此可以通过测量节流装置前后的差压来确定流体的流量。

图1 差压式流量计结构示意图

对于可压缩流体（例如气体），体积流量F_v与节流装置两端压力差的流量关系式为：

（1-1）

公式1-1中：

Α —— 流体的流量系数

ε —— 可膨胀性系数

A₀ —— 管路截面积

ρ —— 流体密度

Δp —— 节流装置两端的压力差

F_v—— 流体的体积流量

该公式中流量系数、可膨胀系数与流体的粘度、可压缩性、温度均有关。

差压式流量计适用于性质和状态均匀的牛顿流体的流量测量，一般不适用于流体脉动较大的场合。

差压式流量传感器

随着微电子——微机械系统的发展，差压式流量计目前可以被制作成体积较小的单个电子元件——流量传感器，可以安装于气相色谱仪的进样口流量控制单元或者系统辅助流量控制单元中，其结构原理如图2所示。

流量传感器内置有微气体阻尼器，代替经典差压式流量计的节流装置，阻尼器的两端集成两个微压力传感器，测定阻尼器两端的压力差。

气相色谱系统根据实际工作过程中使用的气体种类（不同的气体粘度和可压缩系数）、环境温度等参数，对阻尼器压力差进行计算和修正，获得正确的气体流量。

图2 流量传感器原理示意图

流量传感器一般安装在气相色谱仪的进样口电子流量控制单元或辅助流量控制单元内部，与微电磁阀等部件构成负反馈控制系统，在气相色谱仪系统的指令协调下多个部件联合工作，用以提供流量准确、重现性良好的气体，如图3所示。

图3 流量传感器在流量控制单元中的位置

差压式流量计的特点和使用注意事项

与传统的机械阀方式调节流量控制器相比较，电子流量控制器有更高的精密度和重现性，在保留时间要求较高的分析应用场合下（例如复杂样品的PONA分析，多阀多柱的复杂气相分析系统等），有更好的应用表现。

差压式流量计组成元件较少，结构比较简单，长期运行的可靠性较高，装配差压式电子流量计的电子流量控制器的故障率较低。通过良好的电气-气流控制设计，差压式流量计可以获得较好的惯性，压力-流量调节速度较快。差压式流量计的流量测量范围较大，适用色谱分析方法的范围较广。

使用带有电子流量传感器的气相色谱仪，需要注意以下几个方面的问题：

1 气体类型的配置信息必须准确

由公式1-1可知，气体流量与节流装置（阻尼器）两端的压力差与气体种类、环境温度等参数有关，使用不同种类的气体，流量——压力差的特性不同。

气相色谱仪的硬件/软件配置需要正确指定正确的气体类型，否则最终测定的气体流量数值不正确。

2 流量——压力需要进行校准

色谱系统在长时间运行之后，有可能存在电子元件电气性能变化，从而造成流量传感器测定的阻尼两端的压力值的偏差，进而导致流量值测定发生错误，在必要的情况下需要运行压力——流量的校准。

3 气源的要求

流量传感器要求气源洁净，操作时尽可能去除气体中的水分、油污等有机物杂质和固体颗粒物，以避免损坏压力传感器和堵塞阻尼，造成流量测量产生一定误差。

避免气源或管路气流压力、流量的瞬间剧烈变化，可能对流量计造成较大的压力和流量冲击。

气源压力不可超出色谱系统允许输入压力，避免损坏流量计中的压力传感器。

小结

本文简单介绍压差式流量测量的原理，和压差式流量传感器的原理和使用注意事项。

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