熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)按結(jié)構(gòu)可以分為熱分布型和浸入型。熱分布型熱式流量計(jì)將傳感元件放置于管道壁,傳感元件經(jīng)過加熱溫度高于流休溫度，流體流經(jīng)傳感元件表面導(dǎo)致上下游溫度發(fā)生變化,利用上下游溫度差測(cè)量流體流量，一般用于微小流速氣體流量的測(cè)量。
熱分布型熱式流最計(jì)的T.作原理如圖1所示,傳感元件由上游熱電阻、加熱器利下游熱電阻組成,加熱器位于管道中心，使得傳感元件溫度高于壞境溫度，上游熱電阻和下游熱電阻對(duì)稱分布于加熱器的兩側(cè)。圖1中曲線1所示為管道中沒有流休流過時(shí)傳感元件的溫度分布線.相對(duì)于加熱器的上下游熱電阻溫度是對(duì)稱的。當(dāng)有流體經(jīng)過熱式傳感元件時(shí),溫度分布為曲線2,顯然流體將上游部分的熱量帶給下游，導(dǎo)致上游溫度比下游溫度低，上下游熱電阻的溫度差△T反映了流體的流量,即△T=f(m)。當(dāng)流體流速過大時(shí)，上下游熱屯陰的溫度差△7趨向于0,因此熱分布型熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)用于測(cè)量低流速氣休微小流量。氣體質(zhì)量流量qm可表示為
式中:Cp-一流體介質(zhì)的定壓比熱容;A一熱傳導(dǎo)系數(shù);K一一儀表系數(shù)。
浸入型熱式流最計(jì)的工作原理如圖2所示，一般將兩個(gè)熱電阻置于中大管道中心,可測(cè)量中高流速流體。熱電阻通較小電流或不通電流，溫度為T;另一熱電阻經(jīng)較大電流加熱,其溫度T高于氣體溫度。管道中有氣流通過時(shí)，兩者之間的溫度差為△T=Tv-T0氣體質(zhì)量流量qm與加熱電路功率P、溫度差△T的關(guān)系式為
式中:E一系數(shù)與流體介質(zhì)物性參數(shù)有關(guān);D一與流體流動(dòng)有關(guān)的常數(shù)。
如果保持加熱電路功率P恒定，這種測(cè)量方法為恒功率法;如果保持溫度差△T恒定，這種測(cè)量方法為恒溫差法，兩種方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，使用時(shí)據(jù)具體環(huán)境和需要而定。目前較普遍的是采用恒溫差法,由于需要不同的應(yīng)用領(lǐng)域,恒溫差法已不適用于某些場(chǎng).合的測(cè)量，因此恒功率法應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。恒溫差法的基本原理是流體流過加熱的熱電阻表面使得熱電阻表面的溫度降低，熱電阻的阻值變小。反饋電路自動(dòng)進(jìn)行處理,通過熱電阻的加熱電流變大從而使得熱電阻溫度升高,即可使得熱電阻與流體溫度差恒定。通過測(cè)量傳感電路的輸出電流或輸出電壓便可獲得流量值。恒功率法的基本原理是加熱功率為恒定值,管道內(nèi)沒有流體流過時(shí)溫度差△7最大,當(dāng)流體流過熱電阻表面時(shí)熱電阻與流體溫度差變小,通過測(cè)量△T便可得到流體流量。 |
