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山東熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)工作原理

來源:天津潤達(dá)中科儀表有限公司   2025年07月10日 14:16  
熱式流量計(jì)是一種基于熱傳遞原理測量流體流量的儀器,廣泛應(yīng)用于氣體、液體等流體的流量監(jiān)測。其工作原理可從熱傳遞方式測量模式兩方面詳細(xì)解析:

一、核心原理:熱傳遞與流體流速的關(guān)聯(lián)

熱式流量計(jì)的核心部件是傳感器,通常包含加熱元件(如電阻絲、熱敏電阻)和溫度檢測元件。其基本邏輯是:
當(dāng)流體流過傳感器時(shí),會(huì)帶走加熱元件的部分熱量,流體流速越高,帶走的熱量越多,通過檢測熱量損失與流速的關(guān)系,即可換算出流量。


熱量傳遞主要通過兩種方式:


  • 熱傳導(dǎo):熱量通過傳感器與流體的直接接觸傳遞。

  • 對(duì)流換熱:流體流動(dòng)帶動(dòng)熱量遷移,這是熱式流量計(jì)測量的主要依據(jù)。

二、兩種主流測量模式

根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)和測量方式,熱式流量計(jì)可分為以下兩類:

1. 熱分散式(恒溫差法)

  • 結(jié)構(gòu):傳感器包含一個(gè)加熱電阻(維持恒定溫度)和一個(gè)參考溫度電阻(檢測流體本身溫度)。

  • 原理
    加熱電阻被加熱至高于流體溫度的某一固定值(溫差恒定)。當(dāng)流體流過時(shí),流速越高,帶走的熱量越多,為維持溫差,加熱電阻需要消耗的電功率就越大
    流速與電功率的關(guān)系遵循公式:
    其中, 為加熱功率, 為比例常數(shù), 為恒定溫差, 為質(zhì)量流量, 為修正系數(shù)。
    通過測量電功率 ,即可反推出流量 

  • 特點(diǎn):響應(yīng)速度快,適合低流速測量(如氣體微小流量)。

2. 熱分布式(恒功率法)

  • 結(jié)構(gòu):傳感器包含兩個(gè)對(duì)稱的溫度檢測元件,中間有一個(gè)恒定功率的加熱元件。

  • 原理
    加熱元件以固定功率發(fā)熱,當(dāng)流體靜止時(shí),兩個(gè)檢測元件溫度相等;當(dāng)流體流動(dòng)時(shí),上游元件被冷卻,下游元件因吸收熱量溫度升高,兩者的溫差與流速成正比
    溫差與流速的關(guān)系可通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定,進(jìn)而換算為流量。

  • 特點(diǎn):穩(wěn)定性好,適合中高流速測量(如管道液體流量)。

三、適用場景與優(yōu)勢

  • 適用流體:主要用于氣體(如空氣、天然氣),部分型號(hào)可用于液體(需考慮流體導(dǎo)熱性)。

  • 優(yōu)勢

    • 無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,磨損小,壽命長;

    • 無需節(jié)流裝置(如孔板),壓力損失小;

    • 可直接測量質(zhì)量流量(無需溫度、壓力補(bǔ)償)。

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