热式气体质量流量计产品介绍及试验方法及应用场合 气体质量流量计工作原理

热式气体流量计采用热扩散试验方法，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。热式气体质量流量计典型传感元件包括两个热电阻（PT100），一个是速度传感器，一个是自动补偿气体温度变化的温度传感器。

当热式气体质量流量计两个热电阻被置于介质中时，其中速度传感器被加热到环境温度以上的一个恒定的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。流经速度传感器的气体质量流量是通过传感元件的热传递量来计算的。气体流速加，介质带走的热量增多。使传感器温度随之降低。为了保持温度的恒定，则必须增加通过传感器的工作电流，此增加的部分电流大小与介质的流速成正比。 热式气体质量流量计适用场所 1.石油化工行业 应用场合火炬气排放监控 产品优点宽量程比，传感器不易堵塞，可在线插拔清洗，适用气体广泛 2.电力行业 应用场合锅炉一次风、二次风、磨煤风的风量测量 产品优点安装简便，无直管段要求，低压力损失，无需温压补偿，可在苛刻的条件下使用(如空气中 含有粉尘、颗粒、磨损严重、低压力等). 3.冶金行业 应用场合高炉煤气、焦炉煤气测量 产品优点按实际介质组份标定，可对组份变化进行修正，可在线清洗传感器，插入长度可任意调整 4.电子行业 应用场合高纯度气体质量流量测量 产品优点无需温压补偿直接测量质量流量，传感头经过高度抛光，可用于贸易结算 5.供暖通风和空调系统(HVAC) 产品优点产品反应灵敏、运行可靠，对安装直管段无严格要求 6.水处理行业 应用场合测量曝气池的空气流量产品优点耐脏、耐尘，真正无压降，现场安装简便 7.食品行业 应用场合向反应器中通入适量气体，控制过程及质量 产品优点卫生级3A，高纯净度，所有接液表面采用不锈钢，宽量程比.

安装方便，维修简单双向检测，防振动

多至24点流量测量

输出模拟量的校正多点非线性曲线修正

宽量程比1001

流量与温度同时检测，切换显示

大口径小流量测量，可做泄露检测

采用专有技术“双平衡结构”封装传感器

专有高湿、高温算法，介质温度可达500℃

直接质量流量检测，无需温度压力补偿

热式流量计是基于热扩散试验方法而设计的流量仪表.即利用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呈一定的比例关系.该系列流量计的传感器有两只标准级的RTD,一只用来做热源,一只用来测量流体温度,当流体流动时,两者之间的温度差与流量的大小成线性关系,再通过微电子控制技术,将这种关系转换为测量流量信号的线性输出。

目前所用各种型式的气体流量计，绝大部分是计量气体的体积流量。由于气体的体积随温度与压力的不同而变动，所以常发生较大的计量误差。如工作压力经常变动，更使计量发生困难。 气体质量流量计的主要特点是不受温度与压力变动的影响，其显示读数直接指示气体的质员流量。它具有一系列优点1. 在常压、高压或负压的条件下均可选用。2. 可在常温、100度，甚至又高的温度下正常运行。3. 适用的量程范围宽，既能用于实验室内小流量的场所也可用于工厂生产中的大型装置。4. 流量计的阻力降极微。5. 抗介质腐蚀的能力强。6. 计量精度高。7.输出电讯号，可远传显示，还便于与其他仪表配合后实现流量记录．自控或累计。质量流量计是一种热导式仪表早在本世纪初，托马斯(Thomas)提出了它的原型，后几经变革惭趋完善。目前许多国家有这类流星计的工业产品，厂泛应用于各个工业生产及科学实验的领域。虽具体结构各有差异，但其试验方法是基本一致的。我国自1976年以来，也已有几种产品陆续间世，较多地应用于原子能工业及半导体制造工业。我们曾用于80大气压微型催化反应装置中计量氢气流量，己取得了成功的经验。若能把它推广应用于石油、化工业的各个方面必将收到良好的效益。

质量流量计试验方法图 这种流量计的基本试验方法是在一很小直径(4毫米)的薄壁金属管(常用不绣钢、纯镍或蒙乃尔台金等耐蚀合金)的外壁，对称绕上四组电阻丝，相互联接组成惠斯顿电桥(见下图)，其守桥留绕组l与绕组3分内、外两层平绕于管了左侧(上游)，绕组2与6则同样地绕于管子的右侧(下游)。如图接上值电流的直流电源后，电流通过绕组而致升温，沿金届导管轴向形成一个对称分布的温度场(图中实线所示)。当气体流经导管时因气体吸热而使上游管壁温度下降，通过下游时气体放热，管壁温度上升，导致了温度场的变异，即温度*高点位置向右偏移(图中虚线所示)。电阻丝采用电阻温度系数较大的材料能灵敏地反映温度的变化而使电桥失去平衡。*，将电桥的不平衡电压讯号放大或者转换成电流讯号。从理仑上来说这输出讯号的大小正比于气体的质量流量与气体比热的乘积，可简单地表达为

式中E一输出讯号 k一比例常数Cp一气体比热(定压) M一气体的质量流量A*量计各绕组与周围环境间的总传热系数就理想气体而言，气体的比热是不随压力而变化的常值，所以输出讯号仅与气体的质量流量成正。一般的真实气体其比热受压力影响的变动幅度很小故仍可用输出讯号直接代表质量流量。认为与压力的大小无关。在实用中，因难于计量气体的质量来标定仪表故常以换算成标准状态下(760毫米汞柱、0℃或760毫米汞柱、20℃)的气体体积(用“标升”或标立米”表示)来标称气体的质量。根据这种仪表的试验方法、性能，结合我们的使用经验及测试情况下面几个方面值得注意1．当仪表的工作条件变换时(如变更介质、环境温度大幅度变化等)，对仪表的零位应重新加以调整。同时，仪表的导管必须水平安装，要用水平仪校准。否则将增大工作条件变化对零位漂移的影响。机架更不可有震动或摇摆等情况故不宜在船舶上使用。2．对相当于0—100kg/cm2压力、0～7标升/小时流量(空气)范围内的大量测试数据进行关联运算，用*小二乘法试验方法求直线回归方程，其相关系数λ值均在0.999～0.9999范围内，证明仪表具有良好的线性度。但线性度与量程大小有着流量越大，非线性越严重，所以一般把量程限定在0～4标升/时(空气)以内，以确保良好的线性度。为了能测量大流量而又保证线性度，可采用分流试验方法来扩展仪表的量程。如采取旁路管、文丘利管、孔板等配合使用，量程可分别扩大到每小时几十、几百、几千标升，直至几万标立方。3．虽然真实气体的比热随压力的不同而有变化甚至某些气体的变动幅度还比较大(见表1)，但仪表的测量精度仍能保持桂一定范围内(见表2)。

表1 气体的定压比热(卡/标升℃)

表2 仪表的测量精度（％）

4．导管材质的选择，除了考虑耐腐蚀性以外，以选用导热性能较好的材料为佳。以测目氮气为例，同样在0—100kg/cm2压力及0～7标升/小时流量的范围内测试，用镍管的测量精度为2～2.5％而用不锈钢的则为3～4％(镍的导热系数约为不锈钢的三倍)。5．由于这类仪表必须在气体比热相对稳定的情况下才能进行正常工作所以凡是气体成分不稳定、气体中央带雾沫以及工作条件逼近气体的液化临界区等情况由于比热值很不稳定，均不宜使用这种仪表。如乙烯液化的临界点是50 kg/cm2、9.9℃，在测试时发现压力超过30 kg/cm2时，仪表读数就开始失稳了。6．若改换了一种气体介质，*重新进行标定。在仪表的说明书里，常介绍不重新标定，而仅根据两种气体的比热来换算未经标定的气体流量虽简单方便，但会造成较大的误差，尤其是在高压下工作时，我们发现仪表的灵敏度并不完全与比热成正比关表，更以重新标定为妥。7．本仪表在使用前必须先开机预热，在未充分预热前，仪表上作不稳定。比较好的机型，其开机预热时间在两小时以内。8．在使用过程中，当气体流量突然改变时，须通过热量的传送，管内温度重新分布，所以输出讯号的重新稳定需要一定的时间。为了能减小这种滞后现象，制造厂常在仪表的电气线路中加设微分网络，以使输出讯号快速反应。这在与其他仪表配合作流量自控时尤为必要。