热式质量流量计介绍
发布时间:2023-02-06 10:22:42来源:hseauto.cn来源:..
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1. 热式质量流量计原理
热式质量流量计可以直接测量气体的质量流量。它的基本原理是利用外部热源对流体加热,测量因流体流动造成的温度场变化来获得质量流量,温度场的变化用加热器前后端的温差来表示,被测流体的质量Qm与加热器前后端温差Δt之间的关系如下:
Qm=P/(JCpΔt) (1)
式中:
P—加热器的功率
J—热工当量
Cp—被测流体的定压比热
Δt—加热器前后端的温度
按其测量原理,热式质量流量计又可分为恒功率法和恒温差法两种质量流量计。由上式可知,若采用恒定功率法,则温差Δt与质量流量Qm成反比,测得温差Δt即可求得Qm;如果采用恒定温差法,则加热器输入功率P与质量流量成正比,测得加热器输入功率P则可求得Qm值。
2. 热式质量流量计特点
相比差压式流量计,热式质量流量计有以下特点:
(1)量程比高:一般可达为100∶1;
(2)无活动部件,无分流管的热式流量仪表无阻流件,压力损失很小;带分流管的热式质量流量计,虽测量管道中有阻流件,但压力损失也远小于差压式流量计,可以忽略不计。
(3)使用性能相对可靠,其不需要压力传感器和计算单元,仅有流量传感器,结构简单,出现故障概率小。
(4)精度高。
(5)只需一个测量点,可以同时测得质量流量、温度、压力三个参数。
(6)与差压式流量计相比,价格昂贵,响应速度较慢。
(7)对于被测量气体成分变化较大的场所,由于比热容值和热导率的变化,热式质量流量计的测量值会出现较大变化而产生误差。
3. 两种热式质量流量计比较
(1)与恒功率法热式质量流量计相比,恒温差法热式质量流量计的最大优点是响应时间快。因为恒功率法热式质量流量计测量值是从实际温度变化获得,测量管质量和检测元件质量的热惯性会降低响应速度;恒温差法热式质量流量计的温度分布没有变化,不受检测元件质量的热惯性影响。
(2)恒功率法热式质量流量计的最大可测量流量较大。而对于恒温差法热式质量流量计,对于大流量工况,它要求对被加热电阻的能量快速加大才能保证恒定的温差。但是由于能量的增大受到电源本身功率的影响以及被加热的铂电阻最大允许电流的影响,其最大测量值受到限制。
(3)恒功率法热式质量流量计不容易受到脏湿介质的影响。恒温差法热式质量流量计为了使其对温度快速响应和保持恒定的温差,一般铂电阻做得比较细,这样对于脏湿介质测量时,其附着物对加热铂电阻的散热会产生较大的影响,严重时将使其测量精度大大降低。
(4)恒温差法热式质量流量计适合测量低流速小管径的微小流量;恒功率法热式质量流量计更适合大管径的中高流量测量。
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