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热式质量流量计

时间:2016-03-24 16:22 来源:
        热式质量流量计是利用被测流体通过封闭管道, 引起外加热源形成的热力场变化间接测量质量流量,或通过加热单位流体温度与所需热量之间的比值关系来测量流体质量流量的一种仪表。
        一般用于气体的质量流量测量。按结构可分成与流体接触型和非接触型;按测量方法可分为浸入型、热力分布型以及边界层三种。
        接触型热式流量计也叫托马斯流量计,是利用气体的吸/ 放热量与气体质量成正比的热力学原理制成。浸入型流量计是在接触式流量计基础上发展起来的一种坚固性流量计。它有两个作用,不同的传感器探头插入被测管道内,一个用于温度测量,另一个用于流速测量, 其中测温电阻阻值远大于测速电阻阻值。这两种流量计均为接触型流量计,由于测温或测速电阻与被测气体直接接触,探头周围热边界层因消耗电功率而产生另一热力场,与外加热力场形成交叉加热。而热分布型质量流量计是一种非接触型流量计,测量原理基于热力场对称均匀分布原理,当有微小热交换产生时,对称性破坏,产生分布曲线偏移,其偏移程度与被测气体的流量有关。边界层流量计是一种无接触式质量流量计,可测量气体质量流量,也可测量液体质量流量。当热电阻通电时,转换的热量透过管壁以及流体- 金属内壁的交接层(边界层)给被测流体加热,无论流体处于湍流还是层流,此时都存在一个处在流动状态的环状边界层。
        若流体处于湍流状态时,管道中的温度几乎一样,所以管道外壁与管道内的温差基本反映在边界层。层流时,流体横截面上各点的温度虽不一样,但热交换反映最强烈的还是贴近内管壁附近的热边界层,其管道外壁与管道内的温差也基本反映在边界层。计算流体质量流量需测量边界层温差,但从物理意义上讲,边界层非常薄,温度探头不能插入管道内,只能紧贴管道外壁安装。另外,为了来流温度测量的准确性,避免加热区的热辐射,应将温度探头安装于远离加热器的上游端,其测量结果可视为边界层内侧的温度值,即流体的来流温度值。将温度探头紧靠加热器安装,其测量结果可视为边界层外侧的温度值,即紧贴内管壁的温度值。将这两只温度探头组合成温测电桥即可测量出温差。
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