熱式質(zhì)量流量計(jì)

熱式質(zhì)量流量計(jì)|熱式質(zhì)量流量計(jì)廠家

熱式質(zhì)量流量計(jì)是利用流體流過(guò)外熱源加熱的管道時(shí)產(chǎn)生的溫度場(chǎng)變化來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體時(shí)流體溫度上升某一值所需的能量與流體質(zhì)量之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量流量的一種流量?jī)x表。

用途
1、鋼鐵廠，焦化廠煤氣流量測(cè)量;
2、鍋爐空氣流量，測(cè)量二次風(fēng)量;
3、煙囪排出的煙氣流量測(cè)量;
4、水處理中瀑氣流量測(cè)量;
5、水泥，卷煙，玻璃廠生產(chǎn)過(guò)程中氣體流量測(cè)量;
6、壓縮空氣流量測(cè)量;
7、天然氣，煤氣，液化氣，火炬氣，氫氣等氣體流量測(cè)量。

分類(lèi)
熱式質(zhì)量流量計(jì)根據(jù)熱源及測(cè)溫方式的不同可分為接觸式和非接觸式兩種。
1．接觸式熱式質(zhì)量流量計(jì)
這種質(zhì)量流量計(jì)的加熱元件和測(cè)溫元件都置于被測(cè)流體的管道內(nèi)，與流體直接接觸，常被稱(chēng)為托馬斯流量計(jì)，適于測(cè)量氣體的較大質(zhì)量流量. 由于加熱及測(cè)量元件與被測(cè)流體直接接觸，因此元件易受流體腐蝕和磨損，影響儀表的測(cè)量靈敏度和使用壽命。測(cè)量高流速、有腐蝕性的流體時(shí)不宜選用，這是接觸式的缺點(diǎn)。
2．非接觸式熱式質(zhì)量流量計(jì)
這種流量計(jì)的加熱及測(cè)溫元件都置于流體管道外，與被測(cè)流體不直接接觸，克服了接觸式的缺點(diǎn)。

原理
熱式質(zhì)量流量計(jì)(Thermal Mass Flowmeters，簡(jiǎn)稱(chēng)TMF)在國(guó)內(nèi)習(xí)稱(chēng)量熱式流量計(jì)，是利用流體流過(guò)外熱源加熱的管道時(shí)產(chǎn)生的溫度場(chǎng)變化來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體時(shí)流體溫度上升某一值所需的能量與流體質(zhì)量之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量流量的一種流量?jī)x表。一般用來(lái)測(cè)量氣體的質(zhì)量流量。具有壓損低;流量范圍度大;高精度、高重復(fù)性和高可靠性;無(wú)可動(dòng)部件以及可用于極低氣體流量監(jiān)測(cè)和控制等特點(diǎn). 利用加熱流體的熱量(或溫度)變化測(cè)量流體的質(zhì)量流量已有很長(zhǎng)的歷史。早期的TMF直接將加熱線圈和測(cè)溫元件放入流體中與流體直接接觸，是一種接觸式流量計(jì)，由于不能解決嘴蝕和磨損以及防爆等問(wèn)題，使它的工業(yè)應(yīng)用受很大的限制。托馬斯流量計(jì)是這種流量計(jì)的代表，主要用來(lái)測(cè)量較大流量的氣體質(zhì)量流量;到20世紀(jì)50年代，人們提出了一種與流體不接觸的邊界層流量計(jì)，克服了接觸式流量計(jì)的缺點(diǎn)，但測(cè)量結(jié)果易受介質(zhì)參數(shù)(如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、粘度等)的影響，可以用來(lái)測(cè)量較大的液體流量;到70年代，基于測(cè)量流體溫度分布的熱分布型TMF，由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外得到了很快的發(fā)展，用來(lái)測(cè)量氣體的微小流量，隨著科技的發(fā)展，經(jīng)過(guò)對(duì)流量計(jì)結(jié)構(gòu)上的重新設(shè)計(jì)，在接觸式流量計(jì)的基礎(chǔ)上，人們提出了一種浸人型的TMF，也得到了很快的發(fā)展，可以用來(lái)測(cè)量較大管徑的氣體流量。綜上所述，TMF是一種主要用來(lái)測(cè)量氣體質(zhì)量流量的直接式質(zhì)量流量計(jì)。
熱式質(zhì)量流量計(jì)：利用傳熱原理檢測(cè)流量的儀表，即利用流動(dòng)中的流體與熱源（流體中加熱的物體或測(cè)量管外加熱體）之間熱量交換關(guān)系來(lái)測(cè)量流量的儀表。過(guò)去我國(guó)習(xí)稱(chēng)量熱式流量計(jì)。
基本原理：通過(guò)測(cè)量氣體流經(jīng)流量計(jì)內(nèi)加熱元件時(shí)的冷卻效應(yīng)來(lái)計(jì)量氣體流量的。氣體通過(guò)的測(cè)量段內(nèi)有兩個(gè)熱阻元件，其中一個(gè)作為溫度檢測(cè)，另一個(gè)作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測(cè)氣體溫度，加熱器則通過(guò)改變電流來(lái)保持其溫度與被測(cè)氣體的溫度之間有一個(gè)恒定的溫度差。當(dāng)氣體流速增加，冷卻效應(yīng)越大，使須保持熱電阻間恒溫的電流也越大。此熱傳遞正比于氣體質(zhì)量流量，即供給電流與氣體質(zhì)量流量有一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系來(lái)反映氣體的流量。

熱式質(zhì)量流量計(jì)的基本原理是利用外部熱源對(duì)管道內(nèi)的被測(cè)流體加熱，熱能隨流體一起流動(dòng)，通過(guò)測(cè)量因流體流動(dòng)而造成的熱量（溫度）變化來(lái)反映出流體的質(zhì)量流量。
當(dāng)流體成分確定時(shí)，流體的定壓比熱為已知常數(shù)。因此由上式可知，若保持加熱功率恒定，則測(cè)出溫差便可求出質(zhì)量流量；若采用恒定溫差法，即保持兩點(diǎn)溫差不變，則通過(guò)測(cè)量加熱的功率也可以求出質(zhì)量流量。由于恒定溫差法較為簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)際應(yīng)用較多。這種流量計(jì)多用于較大氣體流量的測(cè)量。
為避免測(cè)溫和加熱元件因與被測(cè)流體直接接觸而被流體玷污和腐蝕，可采用非接觸式測(cè)量方法，即將加熱器和測(cè)溫元件安裝在薄壁管外部，而流體由薄壁管內(nèi)部通過(guò)。非接觸式測(cè)量方法，適用于小口徑管道的微小流量測(cè)量。當(dāng)用于大流量測(cè)量時(shí)，可采用分流的方法，即僅測(cè)量分流部分流量，再求得總流量，以擴(kuò)大量程范圍。

熱式質(zhì)量流量計(jì)。當(dāng)流體靜止時(shí)，熱源兩端對(duì)稱(chēng)放置的溫差電偶指示溫度相等。 常用的旁通管式質(zhì)量流量計(jì)把管路用細(xì)管分成無(wú)數(shù)小型管路，再把其中一個(gè)管路引出來(lái)，把傳感器置于旁通管外，此方法測(cè)量元件與介質(zhì)隔開(kāi)，但是響應(yīng)速度和精度稍低，通過(guò)加工技術(shù)的進(jìn)步，流量計(jì)的精度和重復(fù)性都有了很高的進(jìn)步。

優(yōu)點(diǎn)
熱式質(zhì)量流量計(jì)可測(cè)量低流速(氣體0.02~2m/s)微小流量;浸入式熱式質(zhì)量流量計(jì)可測(cè)量低~中偏高流速(氣體2~60m/s)，插入式熱式質(zhì)量流量計(jì)更適合于大管徑。 [1]
熱式質(zhì)量流量計(jì)無(wú)活動(dòng)部件，無(wú)分流管的熱分布式儀表無(wú)阻流件，壓力損失很小;帶分流管的熱分布式儀表和浸入性?xún)x表，雖在測(cè)量管道中置有阻流件，但壓力損失也不大。
熱式質(zhì)量流量計(jì)使用性能相對(duì)可靠。與推導(dǎo)式質(zhì)量流量?jī)x表相比，不需溫度傳感器，壓力傳感器和計(jì)算單元等，僅有流量傳感器，組成簡(jiǎn)單，出現(xiàn)故障概率小。
熱分布式儀表用于H2 、N2 、O2、CO 、NO等接近理想氣體的雙原子氣體，不必用這些氣體專(zhuān)門(mén)標(biāo)定，直接就用空氣標(biāo)定的儀表，實(shí)驗(yàn)證明差別僅2%左右;用于Ar、He等單原子氣體則乘系數(shù)1.4即可;用于其他氣體可用比熱容換算，但偏差可能稍大些。
氣體的比熱容會(huì)隨著壓力溫度而變，但在所使用的溫度壓力附近不大的變化可視為常數(shù)。

缺點(diǎn)
熱式質(zhì)量流量計(jì)響應(yīng)慢。
被測(cè)量氣體組分變化較大的場(chǎng)所，因cp值和熱導(dǎo)率變化，測(cè)量值會(huì)有較大變化而產(chǎn)生誤差。
對(duì)小流量而言，儀表會(huì)給被測(cè)氣體帶來(lái)相當(dāng)熱量。
對(duì)于熱分布式熱式質(zhì)量流量計(jì)，被測(cè)氣體若在管壁沉積垢層影響測(cè)量值，必須定期清洗;對(duì)細(xì)管型儀表更有易堵塞的缺點(diǎn)，一般情況下不能使用。
對(duì)脈動(dòng)流在使用上將受到限制。
液體用熱式質(zhì)量流量計(jì)對(duì)于粘性液體在使用上亦受到限制。

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