熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)概述

   該儀器可用于測(cè)量各種形狀、材質(zhì)管道（如圓管、方管、矩形管）等，管徑從8mm到10000mm或更大，各類金屬、塑料、水泥等材質(zhì)中的空氣、天然氣、含塵煙道氣、化工混合氣等各種單一或混合氣體（除乙炔氣）的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量或質(zhì)量流量。

   在結(jié)構(gòu)上，與各類附件配合可分別組成管道式或插入式流量計(jì)。

   典型應(yīng)用于制氣行業(yè)中各類氣體計(jì)量控制、石油化工行業(yè)各類氣體、火炬氣計(jì)量控制；

   電力行業(yè)中鍋爐一次風(fēng)、二次風(fēng)、磨煤風(fēng)；

   鋼鐵行業(yè)各類煤氣空氣熱風(fēng)，電子行業(yè)中高純度氣體；

   空調(diào)系統(tǒng)與核電行業(yè)中供暖通風(fēng)；

   水處理行業(yè)曝氣池的空氣、沼氣；煤礦行業(yè)送風(fēng)、瓦斯抽放；

   汽車摩托車制造業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比試驗(yàn)中空氣；實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備氣體流量等的測(cè)量。

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)工作原理

利用了流體（氣體）與固體（傳感器探頭）之間的熱傳導(dǎo)原理—L.V.KING定理。

L.V.KING是美國(guó)科學(xué)家，他于二十世紀(jì)三十年代對(duì)熱量傳遞的規(guī)律性進(jìn)行了的研究，并確定了熱量Q與熱量傳遞諸要素之間的關(guān)系式：Q=（A+B×ρv1/2）（Ts-Ta）

公式中：

Q為被帶走的熱量；

A、B為常數(shù)；

ρv為質(zhì)量流速；

Ts、Ta為溫度。

這一公式為科學(xué)界所*，并由此導(dǎo)出質(zhì)量流量的計(jì)算式：

G=S×ρv

公式中：

G為氣體的質(zhì)量流量；

S為被測(cè)管道的橫截面積；

ρv為氣體的質(zhì)量流速。

二十世紀(jì)八十年代，美國(guó)、英國(guó)等開(kāi)始制造基于這一原理的，開(kāi)始在各種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為的氣體流量計(jì)。流量計(jì)由傳感探頭和電子部件組成。

傳感器探頭由兩個(gè)傳感器組成，一個(gè)是測(cè)溫傳感器（短傳感器，在上游），一個(gè)是測(cè)速傳感器（長(zhǎng)傳感器，在下游）。測(cè)量時(shí)，傳感探頭插入流體中，感受流體的溫度和流速。它們同時(shí)是電子部件橋路的兩個(gè)橋臂，形成一個(gè)不平衡電橋。通電時(shí)，電子橋臂電流將測(cè)速傳感器加熱到高于流體溫度Ta（由測(cè)溫傳感器測(cè)得）的一定溫度Ts，兩者的溫差△T=Ts-Ta。不平衡電橋就變成平衡電橋。

此時(shí)電橋便輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)零流量的電壓，經(jīng)電路放大處理輸出4mADC，瞬時(shí)流量顯示0，且累積流量無(wú)累積動(dòng)作，累積量保持不變。當(dāng)流體流經(jīng)加熱的測(cè)速傳感器時(shí)，根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，將會(huì)帶走測(cè)速傳感器的一部分熱量，使其溫度Ts下降，而且流量越大，帶走的熱量越多，其溫度Ts下降也越大，電橋又變成一個(gè)不平衡電橋。

電路為保持△T恒定，電橋必須增加對(duì)測(cè)速傳感器的加熱功率，使其流過(guò)與流量大小成正比的電流，使測(cè)速傳感器回到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度Ts，這時(shí)橋路便輸出一個(gè)正比于流量大小的電壓信號(hào)，經(jīng)電路放大、線性化處理，使輸出與流量成正比的4～20mADC間的一個(gè)電流信號(hào)，瞬時(shí)流量顯示為0～zui大刻度流量間的一個(gè)流量值，累積動(dòng)作將以與瞬時(shí)流量成正比的速度進(jìn)行累積。

如上所述，設(shè)測(cè)速傳感器的加熱功率為P，測(cè)速傳感器與流體溫度的溫差為△T=Ts-Ta。

根據(jù)L.V.KING定理，流體流經(jīng)加熱的測(cè)速傳感器時(shí)所帶走的熱量與對(duì)測(cè)速傳感器的加熱功率相對(duì)應(yīng)，則P=△T×（A+B×ρv1/2）。

公式中A、B為取決于速度傳感器和流體性質(zhì)的物理常數(shù)。

因此，可以通過(guò)測(cè)量加熱功率P來(lái)測(cè)量帶走這部分熱量的流體的質(zhì)量流量。

由于帶走這部分熱量的是流體的分子，所以測(cè)速傳感器直接測(cè)量的是流體的質(zhì)量流速ρV，只要再乘以管道截面積就可以得到流體的質(zhì)量流量?；谏鲜鲈恚瑢?duì)于大管徑的流量測(cè)量，只需在標(biāo)準(zhǔn)管徑標(biāo)定裝置上測(cè)定相應(yīng)的質(zhì)量流速，就可以測(cè)量大管徑中的氣體質(zhì)量流量。

兩個(gè)傳感器都是用性能穩(wěn)定的金屬鉑材料通過(guò)特殊工藝密封在316L不銹鋼管或抗腐蝕性能的金屬鉭材料管中，結(jié)構(gòu)極為堅(jiān)固，不會(huì)污染被測(cè)流體，耐腐蝕性能也*。

特點(diǎn)

采用微機(jī)電系統(tǒng)芯片作為傳感器，流量計(jì)的靈敏度*同時(shí)具有良好的零點(diǎn)穩(wěn)定性；

單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)多傳感器集成，使該流量計(jì)的量程比zui大可達(dá)1：1000；

低流速測(cè)量，zui小流量可測(cè)至零,分辨率0.001m/s

和傳統(tǒng)的機(jī)械式流量計(jì)比較，壓力損失大幅減小，極大的降低了能源消耗；

采用LCD顯示瞬時(shí)流量和累積流量，清晰直觀，讀數(shù)方便；

本流量計(jì)帶有RS-485通訊模塊，配合上位計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)集中管理；

可以選配4-20mADC電流信號(hào)輸出；

高可靠性，具有故障自動(dòng)檢查，顯示和故障自動(dòng)修復(fù)功能

直接測(cè)量氣體質(zhì)量流量，無(wú)需溫度、壓力補(bǔ)償

在線不斷流裝卸，維護(hù)方便

技術(shù)參數(shù)

響應(yīng)時(shí)間：1s

精度等級(jí)：1.0級(jí)

測(cè)量范圍：0m/s~120m/s（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）

測(cè)量管徑：15-6000mm

環(huán)境溫度：-20-62℃

環(huán)境濕度：＜95%RH

工作壓力：3.0MPa（zui大可達(dá)20MPa）

供電電源：24VDC/220VAC

通信方式：RS485

輸出信號(hào)：4-20mA；脈沖

探桿直徑：14mm；19mm（插入式）

安裝方式：法蘭連接插入式

材質(zhì)：304；316不銹鋼；碳鋼、鑄鐵等。

防護(hù)等級(jí)：IP65

型號(hào)說(shuō)明A-B-C-D-E-F-G-H-I

ABCDEFGHI

A口徑DN15～DN6000仍選

B溫度普通型（30～100℃）N

高溫型（30～100℃）C

C連接方式管段式G

插入式C

D材質(zhì)不銹鋼R

鑄鐵Fe

碳鋼C

特殊材料T

E供電電源0～24V直流DC

0～220V交流AC

F信號(hào)輸出4～20mAI

RS485T

G公稱壓力3.0Mpa≤PN≤20MPa仍選

H測(cè)量介質(zhì)空氣A

氧氣O

其它T

I防爆形式不防爆N

本安型ExiaIICT4Exi

防爆型ExiaIICT4Exd

流量范圍

管道式流量計(jì)DN<80插入式流量計(jì)DN≥80

DN測(cè)量范圍Nm3/h序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下流速Nm/s

80-0.1～0-10a0～0.5

100-0.2～0-16b0～2.5

150-0.4～0-38c0～10

200-0.6～0-65d0～20

250-1.0～0-100e0～40

320-1.5～0-170f0～60

400-3.0～0-270g0～80

500-4.0～0-420h0～100

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