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热式气体质量流量计原理的公式说明

发布时间:2020-03-19

今天江苏力盛和大家聊一聊热式气体质量流量计的原理。我们都知道,热式气体质量流量计有两个传感器,一个是速度传感器,一个是温度传感器。测量时,热式气体质量流量计传感探头插入流体中,感受流体的流速和温度。

它们同时是电子组件桥路的两个桥臂,形成一个不平衡电桥。

通电时,热式气体质量流量计桥臂电流将速度传感器加热到高于温度 T 一个温差△T 的 Tu,T-Tu=△T。

不平衡电桥就变成平衡电桥。此时电桥便输出一个对应零流量的电压,经放大电路处理,输出流量计的下限信号为4mA;瞬时流量显示为 000;且累积流量无累积动作发生,累积显示保持原来的累积数字不变。

当流体流经加热的速度传感器时,根据热传导原理,将会带走速度传感器的一部分热量,使热式气体质量流量计温度下降,而且流量越大,带走的热量越多,其温度T1下降也越大,电桥又变成一个不平衡电桥。

由于桥路的反馈控制作用,总要回到平衡电桥状态。为此,电桥必须在速度传感器上流过与流量大小成正比的电流,使速度传感器回到平衡状态时的温度 Tu。这时桥路便输出一个正比于流量大小的电压信号。

经电路放大、线性化处理,使输出与流量成正比的4~20mA 之间的一个电流信号、瞬时流量显示为直到最大刻度流量的一个值,累积动作将以与瞬时流量成正比的速度进行累积。

如上所述,设速度传感器的加热功率为 P,速度传感器与流体的温差为△T,T1-T2=△T。流体的质量流速为 Pv。根据 L-V.King 定理,即流体流经加热的热式气体质量流量计速度传感器时所带走的热量 Q,与对速度传感器加热到温度 T 的电功率 P 相等。由于桥路的反馈控制作用 T1-T2=△T 为一恒定的常数。

所以桥路的输出(决定流量计输出的量)与流体的质量流速 Pv 成单值函数关系。特别要指出的是,由于速度传感器的热量是被流体中的分子所带走的,所以速度传感器测量的是流体的质量流速 Pv。因此只要乘以流体管道的截面积 s,便可得到流体的质量流量。

热式气体质量流量计
热式气体质量流量计

热式气体质量流量计有诸多优点

最终我们在总结一下热式气体质量流量计工作原理

1、流体流过发热物体时,发热物体的热量散失多少与流体的流量成一定的比例关系。
具体来说,该流量计的传感器有两只标准级的(铂)RTD,一只用来做热源,一只用来测量流体温度,流体流过时,两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系,该仪表就可以把这种关系转换为测量流量信号的线性输出。
2、扩散原理制造的流量计有两种设计方法
一是:基于恒温差原理;
二是:基于恒功率原理。
基于共同的数据模型:P/△T=A+B(Q)N。其中:P---耗散功率,△T---两个传感器之间的温差,Q---质量流量,N---指数系数,A、B是与气体的热性能有关的系数。
3、原理
△T保持不变,耗散功率P与流体的流量Q成指数函数递增的关系。
4、原理
耗散功率不变,温度差△T与流体的流量Q成指数函数递减的关系。

江苏力盛测控仪表有限公司是一家专业的流量计生产厂家,主要生产 气体涡轮流量计涡轮流量计涡街流量计电磁流量计旋进旋涡流量计超声波流量计等各类智能流量计,产品广泛用于石油、化工、冶金、电力、化纤、环保、食品、制药、造纸以及给排水等行业,价格实惠,型号齐全,欢迎新老客户前来咨询。

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