什么是压差？为什么测量压差就可以知道流量？

什么是压差？为什么测量压差就可以知道流量？

在环保、分析仪器、真空镀膜、半导体、光伏、生物医药等领域广泛应用的气体质量流量计（业内称为MFC），多为热式原理和层流压差式原理两种。那么究竟什么是压差呢？为什么测量压差就可以知道流量？

压差

压差就是不同位置压力的差值。气体在管路中流动时，由于管壁黏性力的存在，气体流动会有阻力，导致压力损失，沿流动方向形成压差。通过压差传感器可以测量压差。

压差与流量的关系

根据能量守恒定律在流体力学中的表现形式（称为伯努利方程）：

动能+重力势能+压力势能=常数

等号右侧的常数的数值并无太大意义，因此可以简单地将压力势能理解为压力，则上述等式可表示为:

1/2ρv2+ρgh+P=C

考虑一段水平直管，则气体重力势能ρgh始终不变，等式中只有两个变量：流速v和压力P。当流速v增加时压力P必然减小，即流速越大压力越小。而流速与流量直接相关，流速(cm/s)乘以管路截面积(cm2)就是流量(ml/s)了。

生活中有许多案例揭示了这个规律。比如飞机的机翼横截面是上凸下平的，飞机在高速飞行的时候，在相同时间内机翼上方气流比下方的气流通过的路程长，流速快，压力小，使得机翼上方压力小于下方，从而获得向上的升力。

再比如，铁路站台都有一道白线，禁止游客跨越。这是因为列车经过时带动列车周围的空气快速流动，导致压力减小，人如果离列车太近会因为身体前后空气的压力差将人推向列车导致危险。

上述推导和生活案例揭示了压差与流量的定性的关系。只要确切地知道压差与流量的关系，就可以通过测量压差来计算流量。

幸运的是质量守恒定律和能量守恒定律这两大宇宙绝对均衡定律在流体力学中都有特定的描述，分别为连续性方程和伯努利方程，通过这两个方程就可以推导出压差与流量确切的关系。这里不再赘述推导过程，感兴趣的同学可以进一步学习相关知识。