熱式氣體質(zhì)量流量計是一種基于熱傳導原理測量氣體質(zhì)量流量的儀器,無需溫度和壓力補償即可直接測量氣體質(zhì)量流量,在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域應用廣泛。以下是關(guān)于它的詳細介紹:
熱式氣體質(zhì)量流量計采用恒溫差法(或熱擴散原理)測量氣體流量。其核心部件為兩根溫度傳感器(通常為鉑電阻):
加熱元件:其中一根傳感器被加熱到高于流體溫度的某一恒定溫度(如 T1),另一根傳感器用于測量流體的實際溫度(T2)。
流量計算:當氣體流經(jīng)加熱元件時,會帶走部分熱量,導致加熱元件與流體的溫差(T1-T2)發(fā)生變化。氣體流量越大,帶走的熱量越多,溫差越?。环粗?,流量越小,溫差越大。通過測量溫差變化,并結(jié)合熱傳導系數(shù)等參數(shù),即可計算出氣體的質(zhì)量流量。
傳感器探頭:包含加熱元件和溫度傳感器,是流量測量的核心部件,直接接觸被測氣體。
信號處理電路:將傳感器檢測到的溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號,并進行放大、運算和線性化處理,最終輸出流量數(shù)據(jù)。
顯示與輸出單元:實時顯示流量數(shù)值,同時提供標準信號輸出(如 4-20mA、RS485 等),便于與控制系統(tǒng)連接。
外殼與安裝部件:保護內(nèi)部元件,提供管道安裝接口(如法蘭式、插入式等)。
直接測量質(zhì)量流量:無需溫度、壓力補償,不受氣體密度變化影響,測量精度高(通常 ±1%~±2% FS)。
適用范圍廣:可測量多種氣體(如空氣、氮氣、氧氣、天然氣等),尤其適合低流速氣體(如 0.1~30m/s)。
壓損小:插入式安裝時對管道內(nèi)流體阻力影響小,適合大管徑管道流量測量。
響應速度快:能實時反映流量變化,適用于動態(tài)流量監(jiān)測場景。
安裝維護簡便:結(jié)構(gòu)簡單,無需復雜的上下游直管段,可在線安裝和校準。
受氣體成分影響:不同氣體的熱傳導系數(shù)不同,若被測氣體成分變化,需重新校準。
高溫 / 腐蝕性氣體限制:傳感器探頭材質(zhì)對高溫、強腐蝕性氣體的適應性有限,需選用特殊材質(zhì)(如不銹鋼、哈氏合金等)。
低流量下限:對于極低流速(如 < 0.1m/s),熱擴散效應不明顯,測量精度可能下降。
工業(yè)生產(chǎn):
化工行業(yè):測量氫氣、氮氣等工藝氣體流量,控制反應原料配比。
電力行業(yè):監(jiān)測鍋爐燃燒用空氣流量,優(yōu)化燃燒效率。
冶金行業(yè):測量氧氣、煤氣流量,用于爐窯溫度控制和能源管理。
環(huán)境監(jiān)測:
能源管理:
科研與實驗室:
避開干擾源:遠離高溫設備、強電磁干擾源,避免傳感器探頭溫度受額外影響。
管道條件:插入式安裝時,需確保探頭位于管道中心流速均勻處;法蘭式安裝時,上下游需保留一定直管段(通常上游 5D、下游 2D,D 為管徑)。
流向與角度:傳感器箭頭方向需與氣體流向一致,水平或垂直管道安裝時需保證探頭插入管道內(nèi)。
防護措施:戶外安裝需加裝防雨罩,腐蝕性氣體環(huán)境需選用防腐材質(zhì)探頭。
測量介質(zhì):根據(jù)氣體種類(如腐蝕性、可燃性)選擇探頭材質(zhì)和防爆等級(如 Ex d/IIC 級)。
流量范圍:根據(jù)實際工況的最大 / 最小流量,選擇量程匹配的型號(如低流速選插入式,高流速選法蘭式)。
精度要求:貿(mào)易結(jié)算場景需選擇高精度型號(±1% FS),過程控制可適當降低精度要求。
輸出接口:根據(jù)控制系統(tǒng)需求,選擇 4-20mA、Modbus 等信號輸出方式