熱式質(zhì)量流量計(jì)
熱式質(zhì)量流量計(jì)是利用流體流過外熱源加熱的管道時(shí)產(chǎn)生的溫度場(chǎng)變化來測(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)系來測(cè)量流體質(zhì)量流量的一種流量?jī)x表。一般用來測(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)。
基本原理:通過測(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)來計(jì)量氣體流量的。氣體通過的測(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,加熱器則通過改變電流來保持其溫度與被測(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)系來反映氣體的流量。
優(yōu)點(diǎn):
熱式質(zhì)量流量計(jì)無活動(dòng)部件,無分流管的熱分布式儀表無阻流件,壓力損失很小;帶分流管的熱分布式儀表和浸入性儀表,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,不這些氣體專門標(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。