流量計(jì)是工業(yè)測(cè)量中重要的儀表之一。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來(lái)越高,流量測(cè)量技術(shù)日新月異。為了適應(yīng)各種用途,各類(lèi)型的流量計(jì)相繼問(wèn)世。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)就是這其中應(yīng)用比較廣泛的一種。熱式質(zhì)量流量計(jì)可分為:恒溫差法(功率消耗測(cè)量法)流量計(jì)和恒功率法(溫度測(cè)量法)流量計(jì)。

一、恒溫差法

原理:恒溫差法(功率消耗測(cè)量法)是加熱元件的溫度高于氣體的溫度,氣體流過(guò)時(shí)帶走一部分熱量,保持加熱元件和被測(cè)氣體溫度差恒定在一定的溫差,控制和測(cè)量熱源提供的功率,功率消耗隨流量的增加而増加,由功率的消耗反映氣體流量。

在測(cè)量管路中加入兩只金屬鉑電阻,一個(gè)鉑電阻加入較小的電流(電流在4mA以下,不會(huì)引起電阻發(fā)熱),用于測(cè)量被測(cè)流體溫度,稱為測(cè)溫電阻。另一個(gè)鉑電阻通入較大電流(電流一般在50mA以上),用于測(cè)量被測(cè)流體的速度,稱為測(cè)速電阻。根據(jù)熱擴(kuò)散原理,加熱物體被流體帶走的熱量與加熱物體與流體的溫差、流體的流速以及流體的性質(zhì)有關(guān)。工作時(shí)測(cè)溫電阻不斷檢測(cè)介質(zhì)溫度,測(cè)速電阻自加熱到一個(gè)高于流體的恒定溫度,流體流動(dòng)時(shí),由于散熱測(cè)速電阻表面溫度降低,測(cè)速電阻阻值發(fā)生變化,惠斯通電橋不平衡。通過(guò)由惠斯通電橋組成的反饋電路把溫差反饋到處理器來(lái)增大加熱器的電流也可以是電壓)來(lái)保持其溫差為恒定。流體的流量與加入的電流(電壓)成比例關(guān)系:流體的流量越大,為維持恒定溫度差所加入的電流(電壓)越大。所以可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定出加熱電流(電壓)和質(zhì)量流量的關(guān)系,就可以通過(guò)電流(電壓)來(lái)計(jì)算出流體質(zhì)量充量。恒溫差式氣體質(zhì)量流量計(jì)存在問(wèn)題:隨著介質(zhì)流量的增加,測(cè)速鉑熱電阻的熱量被迅速帶走,恒溫差式流量計(jì)要求對(duì)測(cè)速鉑熱電阻加熱的能量快速加大才能保證恒定的溫差。但是由于能量的增大受到電路本身功率的影響以及測(cè)速鉑熱電阻ZUI大允許電流的影響,其ZUI大可測(cè)量流量受到限制。

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