热式质量流量计原理

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。

浅谈热式质量流量计的原理及应用

摘 要：本文阐述了热式质量流量计的工作原理；与传统流量计进行对比分析热式质量流量计的优势和不足；阐述了热式质量流量计的应用概况和主要品牌；简单介绍了热式流量计如何选用。

关键词：热式质量流量计；TMF；测量原理；热扩散

由于热式流量计在测量精度、安装、维修等方面的优势，在热电、污水、冶金、化工等各个行业广泛应用。

1 测量原理

热式质量流量计较广泛采用的测量原理有两种：一种是热分布式原理，一般应用于微管式流量计用于测小流量；另一种是热扩散式原理，分为恒功率法和恒温差法。下面主要介绍下热扩散式原理。

（1）恒温差原理。如图所示，传感器有两个RTD探头，一个探头RTD1温度传感器测量流体的温度T1，另一个探头RTD2速度传感器在气体温度的基础上再加恒温△T（△T是通过惠斯通电桥给RTD2通电加热），由于气体流过速度探头带走了热量，要保持△T的恒定，就要继续补偿电功率，而这个补偿的电功率和流过的气体质量流量成正比关系。

根据耗热公式△P=CPM△T，知M=△P/ CP△T（△P –加热电功率；M-流体质量；CP—流体比热容；△T—恒温）所以气体质量流量与加热电功率成正比律。

（2）恒功率原理。即：△P=CPM△T中，△P—恒定，△T随流过的气体质量流量加大而减小。

2 与传统的差压式流量计相比，热式流量计具有诸多优势

（1）精度高，不需温压补偿。由测量原理可知，热式质量流量计直接测得的是流体（气体）质量流量，不需温压补偿，精度可达±1%FS，可以贸易结算；差压式流量计属于体积流量计，气体状态方程可知，体积流量受气体的温度压力影响较大，所以要温压补偿，并且测量系统部件多、相对复杂，误差累积较大，精度不高。

（2）安装、维护成本低。热式流量计结构简单，一般不需维护，如果需要维护，可以实现在线不停产插拔维护；差压式流量计定期检查针型阀门、导压管有无泄露、堵塞，定期排污、排气等，工作量大，成本高。

热式气体质量流量计-百度百科

一、概述

嘉可仪表JK系列热式气体质量流量计是利用热传导原理测流量的仪表。热式气体质量流量计采用恒温差法对气体质量流量进行准确测量。具有体积小、数字化程度高、安装方便，测量准确等优点。

二、工作原理

热式质量流量计由传感器和信号分析、处理与控制单元两部分构成。传感器一部分测量温度，而另一部分用于加热。前者监控实际过程温度值；后者维持一恒定温度值，使其总是高于实际过程温度且与该过程温度保持恒定的温度差。气体的质量流量越大，冷却效应就越大，维持差分温度所需的能量也就越大。因此，通过测量加热器的能量便可得出被测气体的质量流量。

三、热式气体质量流量计产品特点：

1、真正的质量流量计，对气体流量测量无需温度和压力补偿，测量方便、准确。可得到气体的质量流量或者标准体积流量。

2、宽量程比，可测量流速高至100Nm/s底至0.5Nm/s的气体，可以用于气体检漏。

3、抗震性能好使用寿命长。传感器无活动部件和压力传感部件，不受震动对测量精度的影响。

4、安装维修简便。在现场条件允许的情况下，可以实现不停产安装和维护。（请参见安全注意事项）

5、数字化设计。整体数字化电路测量，测量准确、维修方便。 6、采用RS-485通讯，或HART通讯，可以实现工厂自动化、集成化。

四、适用范围

1、压缩空气

2、锅炉房或干燥机中的天然气

3、酿酒厂中的二氧化碳气体

4、污水处理厂中的沼气和曝气

5、生成气体（如氩气、氮气、二氧化碳、氦气、氧气）

6、气体泄露检测

嘉可仪表生产的热式气体质量流量计可以测量氧气、氮气、二氧化碳、天然气、压缩空气、煤气、沼气等各种气体（乙炔除外），嘉可仪表JK系列热式气体质量流量计种类齐全，有管道式热式气体质量流量计、插入式热式气体质量流量计、高温型热式气体质量流量计、高压型热式气体质量流量计、一体式热式气体质量流量计、分体式热式气体质量流量计等。

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。