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)是利用流體流過外熱源加熱的管道時產(chǎn)生的溫度場變化來測量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體時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)系來測量流體質(zhì)量流量的一種流量儀表。

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

分類
熱式質(zhì)量流量計(jì)根據(jù)熱源及測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)的加熱元件和測溫元件都置于被測流體的管道內(nèi)，與流體直接接觸，常被稱為托馬斯流量計(jì)，適于測量氣體的較大質(zhì)量流量. 由于加熱及測量元件與被測流體直接接觸，因此元件易受流體腐蝕和磨損，影響儀表的測量靈敏度和使用壽命。測量高流速、有腐蝕性的流體時不宜選用，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)的加熱及測溫元件都置于流體管道外，與被測流體不直接接觸，克服了接觸式的缺點(diǎn)。

原理
熱式質(zhì)量流量計(jì)(Thermal Mass Flowmeters，簡稱TMF)在國內(nèi)習(xí)稱量熱式流量計(jì)，是利用流體流過外熱源加熱的管道時產(chǎn)生的溫度場變化來測量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體時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)系來測量流體質(zhì)量流量的一種流量儀表。一般用來測量氣體的質(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;無可動部件以及可用于極低氣體流量監(jiān)測和控制等特點(diǎn). 利用加熱流體的熱量(或溫度)變化測量流體的質(zhì)量流量已有很長的歷史。早期的TMF直接將加熱線圈和測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，主要用來測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，可以用來測量較大的液體流量;到70年代，基于測量流體溫度分布的熱分布型TMF，由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在國內(nèi)外得到了很快的發(fā)展，用來測量氣體的微小流量，隨著科技的發(fā)展，經(jīng)過對流量計(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，可以用來測量較大管徑的氣體流量。綜上所述，TMF是一種主要用來測量氣體質(zhì)量流量的直接式質(zhì)量流量計(jì)。
熱式質(zhì)量流量計(jì)：利用傳熱原理檢測流量的儀表，即利用流動中的流體與熱源（流體中加熱的物體或測量管外加熱體）之間熱量交換關(guān)系來測量流量的儀表。過去我國習(xí)稱量熱式流量計(jì)。
基本原理：通過測量氣體流經(jīng)流量計(jì)內(nèi)加熱元件時的冷卻效應(yīng)來計(jì)量氣體流量的。氣體通過的測量段內(nèi)有兩個熱阻元件，其中一個作為溫度檢測，另一個作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測氣體溫度，加熱器則通過改變電流來保持其溫度與被測氣體的溫度之間有一個恒定的溫度差。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)量流量有一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系來反映氣體的流量。

熱式質(zhì)量流量計(jì)的基本原理是利用外部熱源對管道內(nèi)的被測流體加熱，熱能隨流體一起流動，通過測量因流體流動而造成的熱量（溫度）變化來反映出流體的質(zhì)量流量。
當(dāng)流體成分確定時，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，則通過測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量。
為避免測溫和加熱元件因與被測流體直接接觸而被流體玷污和腐蝕，可采用非接觸式測量方法，即將加熱器和測溫元件安裝在薄壁管外部，而流體由薄壁管內(nèi)部通過。非接觸式測量方法，適用于小口徑管道的微小流量測量。當(dāng)用于大流量測量時，可采用分流的方法，即僅測量分流部分流量，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，熱源兩端對稱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)管分成無數(shù)小型管路，再把其中一個管路引出來，把傳感器置于旁通管外，此方法測量元件與介質(zhì)隔開，但是響應(yīng)速度和精度稍低，通過加工技術(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)無活動部件，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)使用性能相對可靠。與推導(dǎo)式質(zhì)量流量儀表相比，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。
被測量氣體組分變化較大的場所，因cp值和熱導(dǎo)率變化，測量值會有較大變化而產(chǎn)生誤差。
對小流量而言，儀表會給被測氣體帶來相當(dāng)熱量。
對于熱分布式熱式質(zhì)量流量計(jì)，被測氣體若在管壁沉積垢層影響測量值，必須定期清洗;對細(xì)管型儀表更有易堵塞的缺點(diǎn)，一般情況下不能使用。
對脈動流在使用上將受到限制。
液體用熱式質(zhì)量流量計(jì)對于粘性液體在使用上亦受到限制。

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