测量氘气(D₂)气体质量流量时,需综合考虑其特性(如低密度、高扩散性、同位素敏感性)以及应用场景(如核工业、实验室研究)。以下是推荐的流量计类型及选型要点:
1. 热式质量流量计
原理:基于气体导热性测量,直接输出质量流量,无需温压补偿。
优势:
高精度(±1% FS),适合低流量(如实验室级应用)。
对氘气的低密度和轻分子量响应良好。
无活动部件,维护简单。
注意:需校准氘气标定曲线(因氘气导热性与普通氢气不同)。
2. 科里奥利质量流量计
原理:通过振动管测量流体惯性力,直接输出质量流量。
优势:
极高精度(±0.1%),适合高压或高纯度氘气(如核燃料循环)。
不受气体成分变化影响,无需额外补偿。
限制:
成本较高,压损较大。
适合中高流量(通常>5 SLM),小流量可能灵敏度不足。
3. 层流差压流量计
原理:利用层流状态下压差与流量线性关系,需搭配温压补偿。
优势:
经济实惠,适合中等精度工业应用(±2%)。
可定制材料(如316L不锈钢)以兼容氘气。
注意:需定期校准,长期使用可能因氘气渗透性产生误差。
4. 超声波流量计(气相)
原理:测量声波在气体中的传播时间差。
优势:
无压损,适合大管径或高流量场景(如氘气输送管线)。
非接触式,无污染风险。
限制:对低流量灵敏度较低,需确保管道条件(如直管段)良好。
5.选型关键因素
流量范围:
微小流量(<1 SLM):热式或毛细管型层流。
中高流量:科里奥利或超声波。
纯度要求:
高纯度氘气需选用电抛光不锈钢、EPDM密封等材质,避免渗透或污染。
安全认证:
防爆认证(如ATEX)、质量体系认证(如ISO9001)可能需符合。