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熱式氣體質量流量計工作原理

熱式氣體質量流量計是一種可以直接測量氣體質量流量的流量計·│☁▩₪,其具有高重複性◕₪☁、高可靠性◕₪☁、高穩定性和高精度·│☁▩₪,在測量現場靈敏度高·│☁▩₪,尤其適用於大管徑◕₪☁、低流速的測量│▩。由於熱式氣體質量流量計具有壓損非常小◕₪☁、機械結構多樣◕₪☁、安裝靈活◕₪☁、使用方便諸多優點·│☁▩₪,被廣泛應用於現場氣體的流量測量│▩。依據《JJG1132-2017 熱式氣體質量流量計》檢定規程·│☁▩₪,對首次檢定◕₪☁、後續檢定和使用中檢定做了明確的技術要求│▩。
 
熱式氣體質量流量計探頭有兩個感測器·│☁▩₪,其中一個溫度感測器測量管道內氣體介質的溫度·│☁▩₪,另一個為介質速度感測器·│☁▩₪,透過電加熱作用將速度感測器的溫度加熱至高於溫度感測器測量得到的溫度·│☁▩₪,並且保持兩個感測器溫差的恆定│▩。當氣體介質流動帶走速度感測器上的熱量時·│☁▩₪,表頭上的電橋電路為保持兩個感測器的溫差恆定·│☁▩₪,速度感測器需要額外進行電補償加熱·│☁▩₪,這個補償的加熱功率大小和氣體介質的質量流量成正比│▩。在實際應用中·│☁▩₪,測溫感測器通常應用Pt1000或者Pt300·│☁▩₪,測速感測器一般使用Pt20│▩。由於在 t℃時·│☁▩₪,兩種感測器的電阻變化幅度並不相同·│☁▩₪,這樣就造成電橋的不平衡·│☁▩₪,導致電橋連線比較器輸入端的電壓不同·│☁▩₪,從而觸發新的加熱動作│▩。
 
其中·│☁▩₪,qm熱式氣體質量流量計瞬時流量值·│☁▩₪,kg/s;K是流量計出廠標定的修正係數值;?P 熱式流量計電橋加熱功率·│☁▩₪,kJ/s;Cp測量氣體介質的定壓比熱容·│☁▩₪,kJ/(kg.℃);?t 熱式流量計兩個感測器的溫差值·│☁▩₪,℃;qVN是氣體介質的標況體積流量·│☁▩₪,Nm3/h;ρN是氣體介質的標況密度值·│☁▩₪,kg/m3│▩。
由式(1)◕₪☁、式(2)可見·│☁▩₪,對於不同管徑下的氣體測量·│☁▩₪,確定氣體介質的前提下·│☁▩₪,透過標定修正係數K值就能實現現場瞬時流量和累積流量的計量│▩。
 
熱式氣體質量流量計應用兩個熱電阻感測器(分別測流速和測工況溫度)·│☁▩₪,並透過電橋電路調整兩個感測器至恆溫差效果;透過標定不同流速下電橋電路的加熱功率·│☁▩₪,實現熱式氣體瞬時流量的準確計量;透過採用電路模擬的方法對電橋電路的複雜工作過程進行了測試·│☁▩₪,測溫感測器在不同的工況溫度下·│☁▩₪,模擬不同氣體流速下測速探頭的實時溫度值·│☁▩₪,驗證了儀表標定可行性│▩。熱式氣體質量流量計是具有較高的靈敏度和重複性的工業計量儀表·│☁▩₪,尤其適用在大管徑◕₪☁、低流速的工業場合│▩。
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