卡洛斯莫布琅轲锶特（Bronkhorst）FLEXI-FLOW Compact气体流量计工作原理

FLEXI-FLOW Compact是布琅轲锶特推出的一款集气体流量测量与控制、压力测量与控制、温度测量于一体的多参数仪表。其工作原理基于热式质量流量传感与集成气体数据库的实时转换，通过TCS技术实现快速响应。微处理器将测量值与设定值比较，通过PID算法驱动控制阀，可分别实现质量流量控制、上游压力控制和下游压力控制。仪表集成22种气体的数据库，支持基于实际工艺条件的实时转换，精度高达±0.5%读数加±0.1%满量程，量程比宽，压力等级16 bar(g)，适用于从台式生物反应器到燃料电池生产等多种应用。

FLEXI-FLOW Compact系列多参数质量流量和压力计/控制器的工作原理可以分解为热式质量流量传感与多参数集成、集成气体数据库与实时转换、多种控制模式与TCS快速响应、紧凑设计与型号覆盖四个核心环节。

在热式质量流量传感与多参数集成环节，FLEXI-FLOW Compact采用热式质量流量测量原理。气体从入口进入仪表后，一部分气体流经传感器内部的毛细管，另一部分流经主通道。毛细管上绕有加**圈和两个温度传感器，分别位于加热点的上下游。加**圈对毛细管中部进行加热，当气体流动时，流动气体将热量从上游带向下游，导致上下游之间产生温差。该温差与气体的质量流量成正比，且不受气体压力和温度变化的影响，因为热式原理直接测量质量流量。测量电路将温差转换为电信号，经放大和模数转换后由微处理器处理，得出标准状态下的体积流量或质量流量。FLEXI-FLOW Compact的独特之处在于，它在同一台仪表中集成了三个测量参数：质量流量、压力和温度。压力传感器实时监测气体压力，温度传感器实时监测气体温度，这些参数与流量数据一同被微处理器采集和处理，为用户提供**的工艺信息。这种多参数集成设计使用户能够通过一台仪表**掌握工艺状态，实现更**的监测和优化。

在集成气体数据库与实时转换环节，FLEXI-FLOW Compact内置了一个包含22种气体的数据库。传统热式质量流量计通常针对特定气体进行校准，当用户需要测量不同气体时，需要重新校准或使用转换系数。FLEXI-FLOW Compact通过集成气体数据库和实时转换功能，实现了高精度测量。当用户选择某种气体时，微处理器从数据库中调取该气体的物理特性参数，如比热容、密度、粘度等。结合实时测量的压力和温度数据，微处理器对流量传感器信号进行实时转换，计算出该气体在实际工艺条件下的质量流量。这种基于实际工艺条件的实时转换确保了不同气体在不同压力和温度条件下都能保持高测量精度。集成数据库涵盖了多种常见工业气体，用户可通过通信接口选择所需气体类型，无需更换硬件或返回工厂重新校准。

在多种控制模式与TCS快速响应环节，FLEXI-FLOW Compact集成了三种控制类型：质量流量控制、上游压力控制和下游压力控制。用户可根据工艺需求选择相应的控制模式。在质量流量控制模式下，微处理器将流量传感器测得的实际值与用户设定值进行比较，计算出偏差，通过PID算法输出控制信号，驱动控制阀的电磁或压电执行机构，调节阀芯开度，从而改变通过阀门的流量。在上游压力控制模式下，微处理器将压力传感器测得的实际压力与设定值比较，通过PID算法调节控制阀，使上游压力稳定在设定值。在下游压力控制模式下，控制逻辑相反，通过调节控制阀使下游压力稳定在设定值。FLEXI-FLOW Compact采用TCS技术，实现快速响应，使仪表能够更好地应对流程中的变化。宽量程比测量和控制适合多种应用。精度高达±0.5%读数加±0.1%满量程，可重复性小于±0.2%读数。*大压力为16 bar(g)，工作温度范围为0至50摄氏度，防护等级为IP40。

在紧凑设计与型号覆盖环节，FLEXI-FLOW Compact采用紧凑型设计，适合各种应用，从台式生物反应器和分析设备到燃料电池生产。该系列提供多种预配置产品和定制产品，满足不同用户的流量范围需求。预配置产品包括FF-A005，量程0至5毫升每分钟；FF-A020，量程0至20毫升每分钟；FF-A050，量程0至50毫升每分钟；FF-A200，量程0至200毫升每分钟；FF-A20K，量程0至20升每分钟；FF-A2K0，量程0至2升每分钟；FF-A500，量程0至500毫升每分钟；FF-A50K，量程0至50升每分钟；FF-A5K0，量程0至5升每分钟；FF-AM20，量程0至200升每分钟；FF-AM50，量程0至500升每分钟。预配置产品支持ModBus、FLOW-BUS或基于EtherNet的通信。定制产品包括FF-C00、FF-C01、FF-C10、FF-C11、FF-C1xD、FF-C1xS、FF-C20、FF-C21等质量流量控制器和质量流量和压力控制器，流量范围覆盖5毫升每分钟至500升每分钟。质量流量计和压力计包括FF-M00、FF-M01、FF-M10、FF-M11、FF-M1xD、FF-M20、FF-M21等，流量范围覆盖5毫升每分钟至500升每分钟。此外还有FF-S20K、FF-S2K0、FF-S500、FF-S5K0等预配置产品，支持ModBus和FLOW-BUS。所有型号压力等级均为16 bar(g)。仪表可选配压力加温度输出，采用TCS技术实现快速响应。这些型号覆盖了从微小流量到中等流量的广泛需求，适用于生物反应器、分析设备、燃料电池、气体混合、泄漏检测等多种应用场合。

型号列表：预配置产品包括FF-A005，量程0至5毫升每分钟；FF-A020，量程0至20毫升每分钟；FF-A050，量程0至50毫升每分钟；FF-A200，量程0至200毫升每分钟；FF-A20K，量程0至20升每分钟；FF-A2K0，量程0至2升每分钟；FF-A500，量程0至500毫升每分钟；FF-A50K，量程0至50升每分钟；FF-A5K0，量程0至5升每分钟；FF-AM20，量程0至200升每分钟；FF-AM50，量程0至500升每分钟。定制产品包括FF-C00、FF-C01、FF-C10、FF-C11、FF-C1xD、FF-C1xS、FF-C20、FF-C21等控制器，FF-M00、FF-M01、FF-M10、FF-M11、FF-M1xD、FF-M20、FF-M21等流量计和压力计，以及FF-S20K、FF-S2K0、FF-S500、FF-S5K0等预配置产品。所有型号压力等级均为16 bar(g)，支持ModBus、FLOW-BUS或基于EtherNet的通信。