熱式質量流量計
熱式質量流量計(Theermal Mass flowmeters,簡稱TMF)在國內習慣稱為熱式流量計,是利用流體流過外熱源加熱的管道時產生的溫度場變化來測量流體質量流量,或利用加熱流體時流體溫度上升某一值所需的能量與流體質量之間的關系來測量流體質量的一種流量儀表。一般用來測量氣體的質量流量。具有壓損低;流量范圍度大;高精度、高重復性和高可靠性;無可動部件以及可用于極低氣體流量監測和控制等特點。
利用加熱流體的熱流(或溫度)變化測量流體的質量流量已有很長的歷史。早起的TMF直接將加熱線圈和測溫元件放入流體中與流體直接接觸,是一種接觸式流量計,由于不能解決腐蝕和磨損以及防爆等問題,使它的工業應用受到很大的限制。托馬斯流量計是這種流量計的代表,主要用來測量較大流量的氣體質量流量;到了20世紀50年代,人們提出了一種與流體不接觸的邊界層流量計,客服了接觸式流量計的缺點,但測量結果易受介質參數(如導熱系數、比熱容、粘度等)的影響,可以用來測量較大的液體流量;到70年代,基于測量氣體的微小流量,隨著科技的發展,經過對流量計結構上的重新設計,在接觸式流量計的基礎上,人們提出了一種浸入型的TMF,也得到了很快的發展,可以用來測量較大管徑的氣體流量。
綜上所述,TMF在目前是一種主要用來測量氣體質量流量的直接式質量流量計。按結構原理主要可以分成以下幾種:
⑴ 浸入型TMF,加熱器和溫度探頭都浸入到被測流體中,但結構上采用堅固結構,用不銹鋼套管保護,使加熱元件和測溫元件并不跟流體接觸。浸入型流量計又分為在線型和插入型兩種。在線型適用于中等管道,而插入型可測量很大管道的氣體測量。
⑵ 熱分布型TMF,這是一種非接觸式流量計。適用于測量微小氣體質量流量。帶分流的熱分布型TMF也可將流量擴展到較大的水平。
⑶ 邊界層流量計,這也是一種非接觸式流量計。由于利用流體邊界層的傳熱來測量流量,并不需對全部介質加熱,所以反應較快。適用于較大管徑的液體流量。
為了討論的連續性,我們先來討論托馬斯流量計的結構和原理。
1.托馬斯流量計
2.
浸入型熱式質量流量計
① 浸入型熱式質量流量計原理
② 浸入型熱式質量流量的分類
③ 浸入型熱式質量流量計的特點
3.熱分布型熱式質量流量計
① 熱分布型熱式質量流量計的原理
②熱分布型熱式質量流量計的結構與分類
③ 熱分布型熱式質量流量計的特點
A.熱分布型熱式質量流量計的優點
B.熱分布型熱式質量流量計的缺點
④熱分布型熱式質量流量計的使用
4.邊界層流量計
① 邊界層流量計測量原理
② 邊界層流量計存在的問題