微流控实验中的体积流量与质量流量的介绍

微流控实验系统中，经常需要用到液体流量传感器来测量实验通路中的液体流量。测量液体流量的传感器比较常见的是热式流量传感器MFS和科式流量传感器BFS。流量传感器的单位有多种不同的表示方式，本文主要介绍了微流控实验中常见的体积流量和质量流量单位：l_n/min, sccm 或者m³_n/h。这些单位看起来比较类似于体积单位，但是实际上是质量流量的表达方式。

假设有一个1升的气缸，该气缸基本上相当于一个没有重量的可移动活塞。该气缸中含有1升标准大气压强的空气，大约1bar。这一空气在0°C时候的重量是1.293克，这就是该空气的质量。当我们把活塞移动到气缸下半部分的时候，该空气的体积就变成了之前的1/2升了，压力大约在2Bar左右，但是此时，该空气的质量并没没有改变，依旧是1.293克；没有任何的东西加入进去，也没有流出任何的东西。

接下来的这个例子，质量流量实际上应该用重量单位来表示，比如g/h，mg/s等。然而，大多数的用户都会以为是体积单位。在这种情况下，只要所提供的条件与质量转换成体积的前提是一致，那么是不会受到任何的影响。根据欧洲的定义，温度0°C和1.013bar的压力都为"普通"基本参数，用基本字母"N" 来表示体积单位 (ml_n/min, m³n/h)。其次，温度 20°C和1.013bar压力被当作"标准" 基本参数，用基本字母"S"来表示体积单位 (ml_s/min, m³_s/h)。请注意这其中的区别，因为该不同可能会导致7%的错误。

根据"美国"定义在SCCM、SLM或者SCFH前缀中的字母"S"代表着"标准"参数：绝对压力101.325kPa（14.6959psia)和温度0°C (32°F)。

体积测量仪表，比如浮子流量计或者涡轮流量计，是不可能自己区分出温度或者压力的变化的；而质量流量测量也将需要通过额外的传感器来测量这些参数，除此之外，还需要通过一台流量计算机来弥补这些工艺条件参数的变化。但是热式质量流量计却几乎不受温度或者压力变化的影响。