音速小孔是稀释式CEMS的重要元件，其工作原理是：当孔板前后存在一定压差，流体流经孔板，对于一定的孔径，流经孔板的流量随着压差增大而增大。但当压差超过某一数值(称为临界压差)时，流体通过孔板缩孔处的流速达到音速，这时，无论压差如何增加，只要孔板上游的压力保持一定，流经孔板的流量将维持在一定数值而不再增加。
基本介绍
- 中文名：音速小孔
- 别名：临界小孔，音速临界小孔，限流孔
- 作用：稀释，限流
工作原理
音速临界小孔採用耐热玻璃和陶瓷材质，小孔前端有石英过滤棉过滤，并经过陶瓷孔板到达小孔。小孔的长度远远小于孔径，当小孔两端的压力差大于0.46倍以上时，气体流经小孔的速度与小孔两端的压力变化基本无关，而是取决于气体分子流经小孔时的振动速度，即产生恆流。
实验室实验表明：当稀释探头的真空度大于13 in Hg (约合44kPa )时，在绝大多数烟道条件下都能满足音速小孔的恆流条件。
理论上，临界小孔的下游绝对压力与上游绝对压力之比小于或等于0.53时会产生临界流速，通过小孔的体积流量与上下游压力无关，只由气体速度决定，接近声速。
材料构成
临界小孔由硼硅酸盐耐热玻璃製成，最高工作温度可达750°F（约399°C）。
小孔的前部装有一个由高纯度石英纤维製成的精细过滤器，过滤器被包裹以防过滤材料开缝。
