热式质量流量计工作原理与常见问题分析

热式气体质量流量计-360百科热式气体质量流量计是利用热扩散和热分布的原理，利用气体带走热量的多少来计算流量。

其测量结果受温度、压力变化影响较小，量程比可达到30∶1，安装方式为插入式，基本没有压力损失，适用于测量介质组分比较稳定的干燥气体的流量。

1、工作原理：大流量：热扩散原理，利用气体带走多少热量决定流量；小流量：热分布原理；2、系统组成：简单无活动部件、常温一体化、高温分体式；3、适用测量介质：干燥气体，介质组分稳定；4、系统误差：±1% 质量流量精度；5、系统智能化：多项参数修改，智能化；6、检定：工厂标定数据储存在仪表里，可以现场检定仪表性能，结果可溯源；7、量程比：大量程比，保证精度的前提下30∶1；8、流量结果：质量流量，温度、压力变化影响小；9、温压补偿：不需要；10、安装：小口径：管道式；大口径：插入式；安装简单快捷：不需要保温\导压管路，前后；直管段：3D/5D；安装成本低：在管道360范围内任何角度都可以安装；11、维护：属于免维护型，如需维护，可以实现在线不停产插拔维护；12、工厂标定：密闭环路模拟实际工况标定每一台都要实际标定；13、响应时间：1s；14、压力损失：插入式基本没有压力损失；15、系统重复性：重复性较好；16、温度对测量系统精度的影响：在±25℃范围内，±0.04 %FS；在±25～50℃范围内，±0.06 %FS；17、压力对测量系统精度的影响：压力变化0.006895MPa，精度影响0.02% FS；18、系统造价：性价比非常高，小口径相对价格高，大口径比孔板产品还便宜。

MEMS热式质量流量计是一种常用于测量气体流量的仪器，其工作原理基于MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems，微电子机械系统）技术和热物理学原理。

这种流量计具有精度高、响应速度快、体积小等特点，广泛应用于工业和科研领域。

下面将从结构特点、工作原理和应用领域等方面介绍MEMS热式质量流量计的工作原理。

一、结构特点1.微型化结构MEMS热式质量流量计主要由微加工技术制作而成，整体结构非常微小。

其尺寸通常在毫米级别，因此具有体积小、重量轻的特点。

2.热敏传感器流量计的核心部件是热敏传感器，它通常采用热敏电阻、热电偶或热敏薄膜等器件。

当气体流经热敏传感器时，热敏传感器的温度会随流体流速的变化而发生相应变化。

3.微型加热器为了维持热敏传感器的恒定温度，MEMS热式质量流量计通常还配备有微型加热器。

微型加热器可以根据流体流速的变化调节热敏传感器的温度，从而实现流量的测量。

二、工作原理1.传感器供电当MEMS热式质量流量计接通电源后，热敏传感器和微型加热器会被供电，开始工作。

2.热传导机制当气体流经热敏传感器时，气体与热敏传感器的热量交换会引起热传导效应。

气体的流速越大，热量的带走越快，热敏传感器的温度就会相应下降。

3.温度补偿为了准确测量气体流速，需要对热敏传感器的温度进行补偿。

而微型加热器就起到了这一作用。

通过微型加热器对热敏传感器的加热，可以保持热敏传感器的温度始终处于一个稳定的状态，从而实现对气体流速的精确测量。

三、应用领域MEMS热式质量流量计由于其体积小、功耗低、响应速度快等特点，被广泛应用于各种气体流量测量领域。

1.工业自动化在工业自动化控制系统中，常常需要对气体流量进行准确测量。

MEMS热式质量流量计可以满足工业自动化设备对于流量测量的需求，广泛应用于气体流量的监测和控制。

2.能源领域在能源行业，对气体流量的准确测量是非常重要的。

MEMS热式质量流量计可以用于天然气、煤气等能源的流量测量和监测，为能源行业的生产和管理提供重要支持。

热式质量流量计的工作原理
AST12系列热式质量流量计利用热消散（冷却）效应的金式定律（英文名称：King’s Law)，热式质量流量计内的传感器通常由两个基准级传感器组成，一个是温度传感器，另一个是质量流速传感器。

当这两个传感器被置于管道内被测气体中时，温度传感器用于测量介质的实际温度为T;质量流速传感器经功率可调的电桥加热，其温度Tv高于介质温度来实现两个传感器之间的温度差。

随着质量流速Qm增加，介质带走更多的热量，此时质量流速传感器自身的温度会降低，两个传感器之间的温度差会缩小，为了保证两个传感器中间的温度差恒定不变，需要人为的给质量流速传感器一个加热电流来保证两个传感器之间的温差恒定。

而质量流速传感器前后的温度变化值与通过该管路内气体的质量流量恰恰是成线性比例的，由此工作原理则可推算出气体的质量流量。

计算公式：P/△T = A+B(Qm)k
其中，P为消耗功率，△T为气体经过管路前后的温度差，A和B为反应气体属性的物理常数，Qm为质量流量，K是指数系数。

若保持△T恒定，控制加热功率随着流量增加而增加，这种方法称作“恒温差测量法”优点是在小流量时非常灵敏，最小可以到
0.1m/s,而且有很好的线性度；流速响应时间短，最小可达200ms。

量程比可达到100：1以上。

热式气体质量流量计工作原理
热式气体质量流量计（或称热式流量计）是利用传感器受流体冷却效应变化来测量气体质量流量的仪器。

热式流量计通常由两个传感器组成，一个作为“加热器”，另一个作为“测温器”。

传感器通常采用可供直流通电的纯电阻丝或薄膜材料制成。

工作原理如下：
1. 加热器传感器：加热器被通电，使得传感器加热到设定温度，保持一个稳定的热平衡。

当气体流过加热器传感器时，气体带走了一部分热量，导致传感器温度降低。

2. 测温器传感器：测温器传感器位于加热器传感器的下游。

该传感器被设计为只测量气体的温度，而不受气体质量流量的影响。

3. 温差测量：通过测量加热器和测温器之间的温差来确定气体质量流量。

当气体流量增加时，气体带走的热量也增加，导致加热器温度下降更多，从而增加了加热器与测温器之间的温差。

4. 测量和计算：根据加热器与测温器之间的温差以及已知的加热器特性和气体性质，可以计算出气体的质量流量。

值得注意的是，热式流量计对气体的物性参数要求较高，如气
体密度、比热容等。

因此，在使用热式流量计时需要提供准确的气体物性参数，以获得更准确的流量测量结果。

热式质量流量计原理热式质量流量计是一种广泛应用于工业生产中的流量测量仪器，它通过测量流体的传热特性来实现对流量的准确测量。

其原理基于流体通过传感器时，流体带走了热量，因此通过测量传感器的温度变化可以推导出流体的质量流量。

下面将详细介绍热式质量流量计的原理。

首先，热式质量流量计的传感器是其核心部件，传感器通常由两个温度传感器组成，一个是加热元件，另一个是测量元件。

加热元件通过电流加热，使流体周围的温度升高，而测量元件则测量流体通过时的温度变化。

当流体流过传感器时，流体带走了加热元件产生的热量，导致测量元件的温度发生变化。

根据流体带走的热量与流体的质量流量成正比的关系，可以通过测量元件的温度变化来计算出流体的质量流量。

其次，热式质量流量计的测量原理是基于流体的传热特性。

当流体流过传感器时，流体带走了加热元件产生的热量，导致测量元件的温度发生变化。

根据流体带走的热量与流体的质量流量成正比的关系，可以通过测量元件的温度变化来计算出流体的质量流量。

因此，热式质量流量计不需要依赖流体的密度和压力等参数，只需测量流体的温度变化即可实现对流量的准确测量。

最后，热式质量流量计具有快速响应、高精度和良好的稳定性等特点，适用于各种工业场合的流量测量。

同时，热式质量流量计还具有一定的温度测量功能，可以实现对流体温度的同时测量，提高了测量的综合性能。

在工业自动化控制系统中，热式质量流量计被广泛应用于流体流量的监测和控制，为工业生产提供了重要的技术支持。

总之，热式质量流量计通过测量流体的传热特性来实现对流量的准确测量，其原理基于流体带走了加热元件产生的热量，通过测量元件的温度变化来计算出流体的质量流量。

热式质量流量计具有快速响应、高精度和良好的稳定性等特点，是一种在工业生产中广泛应用的流量测量仪器。

e+h热式质量流量计原理
热式质量流量计是一种利用热传导原理进行流量测量的仪器。

它的工作原理是将流体经过流量计的传感器时，对其进行加热，并测量流体对其进行冷却所导致的温度变化，从而确定流量大小。

热式质量流量计由控制电路系统和传感器部分组成。

传感器包括热丝和温度传感器，采用了大功率的高温丝热源进行加热，使流体在经过热丝时受到加热。

同时，温度传感器测量流体经过热丝后的温度变化。

根据热传导原理，当流体对热丝加热时，流体中的热量将从高温处向低温处传导，导致热丝周围温度发生变化。

而这种变化与流体的流速有关，以及流体的密度、比热等参数。

由于部分热量通过传导流体传导到了热丝的表面，使热丝周围的温度发生了变化。

因此，在测量流体的质量流量时，需要考虑热丝表面温度的变化，并分析其与流体流速和性质的关系。

通过对热丝表面温度的变化进行测量，可以获得流体的实时流量，并且可以对流量进行实时控制和监测。

总结热式质量流量计的原理，就是在流体通过热丝时对其进行加热，并测量其对热丝的表面温度变化，然后根据热传导原理推算出流体的质量流量大小。

热式质量流量计具有精度高，响应速度快，能监测多种流体，使用寿命长等优点，因此在化工、石油、冶金等领域得到广泛应用。

热式质量流量计原理热式质量流量计（简称热式流量计）是一种重要的传感器，它由温度传感器、流量传感器和相关电子部件组成，用于检测空气、水和其他流体的流量。

它可以引发实际流量，直接、准确地把实际流量转换成可读信号。

它可以用来检测空气中的流量，测量混合物中的各种成分的含量，控制化学反应的速度等。

热式流量计的工作原理是通过测量游程轴管内介质的温度来测量流量，原理如下：流体介质流经一个物理包围领域时，其质量流量伴随着一定的温差，当介质流量增大时，其温差也会增大，当流量减少时，温差也会减小。

因此，测量介质在包围领域中传输温度梯度可以推断出流量大小，从而计算出介质的质量流量。

热式流量计一般分为温度传感器和流量传感器两部分，通过温度传感器检测介质的温度变化，并将其转换成可读的信号；通过流量传感器根据流量大小调节热量传输，从而计算出介质的质量流量。

热式流量计具有多种优点，它可以准确、实时地检测介质的流量，并便于控制物质的流量。

此外，热式流量计具有精度高、准确性好、可靠性强的特点，并可实现多种流量范围的测量，因而在许多应用中得到了广泛的应用。

热式流量计的结构也相对比较简单，它的电气部分不需要考虑温度和压力的影响，这种结构的优点是可以节省空间和成本。

此外，由于它采用温度测量方式，所以只要保证温度均匀，就可以保持测量精度。

热式流量计在空调、水处理、石油化工、冶金等行业具有重要的应用价值。

例如，在空调行业，热式流量计可以用来检测空调系统里空气的流量，从而准确地测量和控制空气的流量，从而实现空调系统的节能效果；在水处理行业，它可以用来测量水的流量，确保净水设备的正常运行。

综上，热式流量计具有准确、实时、可靠的特点，可以实现多种流量的测量，具有重要的应用价值，并且可以节省空间和成本，在实际工程中得到广泛应用。

热式质量流量计的工作原理-回复热式质量流量计用于直接测量气体的质量流量，并且不需要温压补偿，具有高精度和长期稳定性的特点，可用于压缩空气的计量，过程行业的气体流量测量，或者污水处理厂等的生物沼气测量。

热式质量流量计采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。

其典型传感元件包括两个热电阻（铂RTD），一个是速度传感器，一个是自动补偿气体温度变化的温度传感器。

当两个RTD被置于介质中时，其中速度传感器被加热到环境温度以上的一个恒定的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。

流经速度传感器的气体质量流量是通过传感元件的热传递量来计算的。

气体流速增加，介质带走的热量增多。

使传感器温度随之降低。

为了保持温度的恒定，则必须增加通过传感器的工作电流，此增加的部分电流大小与介质的流速成正比。

关于热式气体质量流量计量原理热式气体质量流量计（Thermal Mass Flow Meter）是一种利用热量传导原理测量气体质量流量的设备。

它适用于测量各种气体的流量，包括常见气体、腐蚀性气体和高纯度气体等。

热式气体质量流量计的基本原理是通过测量气体通过测量管时的热量转移来确定气体的质量流量。

该装置由两个传感器组成，一个称为热丝传感器，另一个是温度传感器。

热丝传感器被加热，当气体通过测量管时，气体带走热量，导致热丝传感器的温度下降。

温度传感器用于测量热丝传感器的温度变化，并将其转换为电信号。

根据热量传导原理，当气体的质量流量增加时，热丝传感器上的温度下降的速率也会增加。

通过测量热丝传感器的温度变化率，可以计算气体的质量流量。

基本的计算公式如下：Qm=C*(Ts-To)其中，Qm表示气体的质量流量，C是一个常数，Ts是热丝传感器的温度下降速率，To是环境温度。

热式气体质量流量计有多种型号和结构，常见的有热丝式、热板式和热膜式三种。

不同类型的气体质量流量计基本原理相同，但具体实现方式略有不同。

热丝式气体质量流量计是最常见的类型之一、它由一个薄丝电阻加热器、两个温度敏感电阻和一个测量管组成。

薄丝电阻加热器通过加热薄丝来保持其温度不变，以消除环境温度的影响。

当气体通过测量管时，它带走薄丝上的热量，导致温度下降。

两个温度敏感电阻被用来测量热丝的温度变化。

通过测量这些温度变化，可以确定气体的质量流量。

热板式气体质量流量计是另一种常见的类型。

它由一个加热电阻、两个温度敏感电阻和一个热板组成。

热板被加热电阻加热，保持其温度不变。

当气体通过热板时，它带走热量，导致热板的温度下降。

两个温度敏感电阻用于测量温度的变化。

通过测量温度变化，可以确定气体的质量流量。

热膜式气体质量流量计是一种较新的技术，它利用微型薄膜作为传感器。

热膜通过热阻变化来识别流体的质量流量。

热膜和热丝式、热板式相比，具有更低的热容灵敏度和响应时间。

热式质量流量计工作原理
热式质量流量计是一种常用于测量气体或液体流量的在线仪器。

其工作原理基于传热原理，通过测量流体对热量传递的影响来确定流体的质量流量。

热式质量流量计通常由两个温度传感器和一个加热器组成。

其中一个温度传感器位于加热器的上游，另一个位于下游。

加热器通过加热流体，使之在流经过程中保持一定温度差。

传感器可以测量流体传递的热量和温度变化。

当流体通过加热器时，流体将带走一部分热量，从而导致上下游温度传感器的温度发生变化。

这个温度差与流体的流量成正比。

计算机控制系统会根据温度差的变化来计算质量流量。

热式质量流量计有许多优点。

首先，它可以测量非常低的流量，比如气体和液体的微小流量。

其次，热式质量流量计对流体的物理或化学特性变化不敏感，具有很高的精度。

此外，热式质量流量计响应速度快，可以实时监测流体的变化。

然而，热式质量流量计也有一些限制。

例如，它对流体的温度和压力敏感，需要在一定的工作温度和压力范围内使用。

此外，粘度较高的流体也可能影响其准确性。

总的来说，热式质量流量计是一种有效测量气体或液体流量的仪器，其工作原理基于传热原理。

它的高精度和快速响应使其在许多工业领域得到广泛应用，如化工、制药和食品加工等。

质量流量计的故障处理随着科技的不断前行，质量流量计作为流量仪表的一种，已经在化工、医药、食品等各种领域得到了广泛应用。

质量流量计是一种相对稳定可靠的流量计，但是在使用过程中难免会遇到一些故障问题。

本文将介绍质量流量计的故障处理方法。

质量流量计的基本原理质量流量计利用物体的质量、速度和物体密度之间的关系来测量流体流量。

质量流量计可以依据工作原理分为压差式、振动式、热式、旋涡式等多种类型。

其中，最常用的是热式质量流量计，也称为热敏电阻式质量流量计。

热式质量流量计的原理是，将热量输入流量计管道内，利用流体的温度变化来测量流量。

热式质量流量计由两个热敏电阻组成，一个电阻被加热，另一个电阻被保持在常温下。

当热敏电阻被加热时，会发生温度差异，这些差异可以转化为电信号，然后进行测量。

质量流量计的故障及处理方法当质量流量计出现故障时，可能会影响测量准确性，因此需要及时处理。

以下是常见的故障及处理方法：1. 管道中出现漏洞或损坏若管道中出现漏洞或损坏，则会导致流量计工作不正常。

检查管道是否有明显的问题，如果有，则应及时更换管道。

2. 管道内出现气泡或沉淀物当管道内出现气泡或沉淀物时，会影响流量计的测量准确性。

清除管道内的气泡和沉淀物即可解决问题。

3. 管道内流体变化管道内液体变化或流量变化也会影响质量流量计的工作。

检查管道内的流体情况，以及流量的变化情况。

在需要测量更稳定的流量数据时，可接入流量控制阀等设备。

4. 环境温度变化质量流量计的工作需要在一定的环境温度范围内进行，若环境温度变化过大，则会影响测量准确性。

及时处理环境的温度变化即可解决问题。

5. 电缆或供电问题质量流量计连接电缆或者供电问题可能会导致测量不准确。

如检查连接的电缆或供电设备是否工作正常，是否需要更换。

小结质量流量计可以应用在各种场景中进行流量检测，但在使用过程中可能会遇到多种故障问题。

本文介绍了质量流量计的基本工作原理以及常见故障及其处理方法，希望能帮助大家更好地理解和处理质量流量计的故障问题。

热式质量流量计的测量原理是怎样的？热式质量流量计可分为：恒温差法流量计和恒功率法流量计。

恒功率法（温度测量法）是以恒定功率为铂热电阻提供热量，使其加热到高于气体的温度；流体流动带走铂热电阻表面一部分热量，流量越大，温度降越大，测量随流体流量变化的温度，可以反映气体流量。

有以下两种实现方式：只对一只铂电阻加热，由热扩散原理测量温差。

原理：与恒温差式流量计的结构类似，在测量管路中同样加入两个金属铂电阻，一个为用于测量被测流体温度的测温电阻，另一个为用于测量被测流体速度的测速电阻。

在加热器上加上一个恒定的功率对测速铂电阻加热，流体在静止时测速铂电阻和测温铂电阻表面温度差ΔT21=TS2-TS1**，随着介质的流动，两个铂电阻表面温度差减小。

流体的流量越大，两只铂电阻的温差越小。

铂电阻连接在惠斯通电桥中，铂电阻的温度不同使铂电阻的电阻呈现不同阻值，从而使电桥不平衡，通过检测电桥的电压差来反应流体流量。

该恒功率式质量流量计存在的问题：若流体的密度为ρ，流速为μ，加热铂电阻被流体带走的热量为Q，测温铂电阻和测速铂电阻的温度差为△T21，则有关系式：Q/ΔT21=k1+k2（ρμ）k3式中对于组分一定的流体，k1、k2、k3为常数。

在横截当S的管路中，质量流量qm=ρμS。

测量过程中，测速铂电阻被电流I加热，在热平衡状态下，电流的加热功率与测速铂电阻被带走的热量处于平衡状态，即Q=I2RS2。

因此质量流量qm与Q/ΔT21成一一对应的关系，可表示为：qm=f〔I2RS2/ΔT21〕当加热电流I不变，通过测出流体的温差ΔT21计算流体的质量流量时，忽略了测速铂电阻RS2随温度的变化，会造成误差。

（2）对两只对称的铂电阻进行加热，由热平衡原理计算温度差。

传感器的结构是把两个完全相同的铂电阻对称的固定在热源的两侧，放置在流体中。

采用一个恒流源（恒压源）对热源加热，流体流动使两个铂电阻的温度不同。

铂电阻连接在惠斯通电桥中，铂电阻的温度不同使铂电阻的电阻呈现不同阻值，从而使电桥不平衡，通过检测电桥的电压来反应流体流量。

热式质量流量计基本原理浅析1 物理基础——热传递强迫对流造成的热耗散，我们称之为热损耗。

从物理上看，热损耗相关的参量有：介质的速度；介质和热线之间的温度差；介质的物理特性，诸如密度、浓度、粘度和导热；热线的物理特性，诸如电阻率、电阻温度系数、热传导率；热线的长度和直径；介质的可压缩性；流动方向和热线方向之间夹角。

在考虑上述因素的情况下，我们可以用经验公式表示如下[9]：式中：努谢尔（Nusselt）数；为热耗散；l 为热线的长度；λf为流体的热传导率；Tw 为热线的工作温度；Ta 为环境温度，一般情况下为流体介质温度；Rw 为热线在工作温度Tw 为时的电阻；d 为热线的直径；h 为热传递系数；Re=ud/γ雷诺数（Reynolds）；u 为流动速度；γ为运动粘度，其值为μ/ρ；μ为动力粘度；ρ为流体密度；Pr=γ/α普朗特（Prandtl）数；α为热扩散系数；格勒射夫（Grashof）数；g 为重力加速度；β为膨胀系数；Mα=u/C马赫（Mach）数；C 为声速；α为电阻温度系数。

2 敏感元件根据敏感元件类型，可以分为热线敏感元件、热膜敏感元件、集成热膜敏感元件和薄膜铂电阻敏感元件。

下面分别予以介绍。

2.1 热线敏感元件热线敏感元件的结构如图所示。

将金属丝（即热线）焊到两根叉杆上，叉杆的另一端为插接杆，中间为连接线，连接线外为保护罩，保护罩内为绝缘填料。

根据热线敏感元件的选用标准，金属丝的材料和尺寸选择取决于灵敏度、空间分辨率和强度等方面的综合要求，通常选用钨丝或镀铂钨丝作为热线敏感元件。

金属丝线径d 一般为4um～5um，最细可到0.25um。

线长l 一般为1.25mm，最短可达0.1mm。

钨丝强度好，熔点温度高达3400℃，但容易氧化，因此只能用于250℃以下。

铂金丝易脆，抗拉程度仅为钨丝的5.7%，但不易氧化。

作为两种材料相结合的镀铂。

热式气体质量流量计是基于热扩散原理而设计的，总体来所是指流体流过时产品的传感器流
失的热量与流体的流量成正比关系。

具体实现有二种方法：
1）恒温差法是加热元件的温度高于气体的温度，气体流过时带走一部分热量，保持加热元
件和被测气体温度差恒定在一定的温差，控制和测量热源提供的功率，功率
消耗随流量的增加而增加，由功率的消耗反映气体流量。

2）恒功率法是以恒定功率为铂热电阻提供热量，使其加热到高于气体的温度，流体流动带
走铂热电阻表面一部分热量，流量越大，温度降越大，测量随流体流量变化的温度，可以反
映气体流量。

恒功率法流量计不容易受到脏湿介质的影响。

恒温差流量计为了使其对温度快速响应和保持
恒定的温差，一般铂电阻均做得比较细，而恒功率流量计却可以做得粗（各生产厂不一样尺
寸也不一样）。

这样对于脏湿介质测量时，脏湿物质对铂电阻可能产生短暂的附着物（任何
生产厂都对铂电阻采用了抛光处理，长期附着物的产生是不大容易的）。

对于较细的铂电阻，其附着物对加热铂电阻的散热会产生较大的影响，严重时使其测量精度大大降低。

恒功率对
脏湿介质的测量会好很多。

恒功率法除了以上在抗脏性优越性
恒功率与恒温差在耐高温、高湿方面有着显著的差异。

目前而言，恒功率的最高耐温可以做到 860℃，湿度达 100%，而恒温差的流量计一般都在260℃以内，湿度不超过 50%。

SUNTEY 公司是生产恒功率法的热式气体质量流量计可以测高温、高湿的气体.。