熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用場(chǎng)合

工作原理

• 加熱元件：其中一根傳感器被加熱到高于流體溫度的某一恒定溫度（如 T1），另一根傳感器用于測(cè)量流體的實(shí)際溫度（T2）。

• 流量計(jì)算：當(dāng)氣體流經(jīng)加熱元件時(shí)，會(huì)帶走部分熱量，導(dǎo)致加熱元件與流體的溫差（T1-T2）發(fā)生變化。氣體流量越大，帶走的熱量越多，溫差越小；反之，流量越小，溫差越大。通過(guò)測(cè)量溫差變化，并結(jié)合熱傳導(dǎo)系數(shù)等參數(shù)，即可計(jì)算出氣體的質(zhì)量流量。

結(jié)構(gòu)組成

• 傳感器探頭：包含加熱元件和溫度傳感器，是流量測(cè)量的核心部件，直接接觸被測(cè)氣體。

• 信號(hào)處理電路：將傳感器檢測(cè)到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并進(jìn)行放大、運(yùn)算和線性化處理，最終輸出流量數(shù)據(jù)。

• 顯示與輸出單元：實(shí)時(shí)顯示流量數(shù)值，同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出（如 4-20mA、RS485 等），便于與控制系統(tǒng)連接。

• 外殼與安裝部件：保護(hù)內(nèi)部元件，提供管道安裝接口（如法蘭式、插入式等）。

特點(diǎn)

優(yōu)勢(shì)

• 直接測(cè)量質(zhì)量流量：無(wú)需溫度、壓力補(bǔ)償，不受氣體密度變化影響，測(cè)量精度高（通常 ±1%~±2% FS）。

• 適用范圍廣：可測(cè)量多種氣體（如空氣、氮?dú)狻⒀鯕狻⑻烊粴獾龋绕溥m合低流速氣體（如 0.1~30m/s）。

• 壓損小：插入式安裝時(shí)對(duì)管道內(nèi)流體阻力影響小，適合大管徑管道流量測(cè)量。

• 響應(yīng)速度快：能實(shí)時(shí)反映流量變化，適用于動(dòng)態(tài)流量監(jiān)測(cè)場(chǎng)景。

• 安裝維護(hù)簡(jiǎn)便：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的上下游直管段，可在線安裝和校準(zhǔn)。

局限性

• 受氣體成分影響：不同氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)不同，若被測(cè)氣體成分變化，需重新校準(zhǔn)。

• 高溫 / 腐蝕性氣體限制：傳感器探頭材質(zhì)對(duì)高溫、強(qiáng)腐蝕性氣體的適應(yīng)性有限，需選用特殊材質(zhì)（如不銹鋼、哈氏合金等）。

• 低流量下限：對(duì)于極低流速（如 < 0.1m/s），熱擴(kuò)散效應(yīng)不明顯，測(cè)量精度可能下降。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 工業(yè)生產(chǎn)：

• 化工行業(yè)：測(cè)量氫氣、氮?dú)獾裙に嚉怏w流量，控制反應(yīng)原料配比。

• 電力行業(yè)：監(jiān)測(cè)鍋爐燃燒用空氣流量，優(yōu)化燃燒效率。

• 冶金行業(yè)：測(cè)量氧氣、煤氣流量，用于爐窯溫度控制和能源管理。

• 環(huán)境監(jiān)測(cè)：

• 污水處理廠：測(cè)量曝氣池中的空氣流量，控制微生物活性。

• 廢氣排放監(jiān)測(cè)：測(cè)量煙氣流量，計(jì)算污染物排放總量。

• 能源管理：

• 天然氣輸送：測(cè)量管道內(nèi)天然氣流量，用于貿(mào)易結(jié)算和輸配控制。

• 壓縮空氣系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)車(chē)間壓縮空氣消耗量，優(yōu)化能源分配。

• 科研與實(shí)驗(yàn)室：

• 氣體配比實(shí)驗(yàn)、燃燒特性研究等場(chǎng)景中的精確流量控制。

安裝與選型注意事項(xiàng)

安裝要點(diǎn)

• 避開(kāi)干擾源：遠(yuǎn)離高溫設(shè)備、強(qiáng)電磁干擾源，避免傳感器探頭溫度受額外影響。

• 管道條件：插入式安裝時(shí)，需確保探頭位于管道中心流速均勻處；法蘭式安裝時(shí)，上下游需保留一定直管段（通常上游 5D、下游 2D，D 為管徑）。

• 流向與角度：傳感器箭頭方向需與氣體流向一致，水平或垂直管道安裝時(shí)需保證探頭插入管道內(nèi)。

• 防護(hù)措施：戶(hù)外安裝需加裝防雨罩，腐蝕性氣體環(huán)境需選用防腐材質(zhì)探頭。

選型參考

• 測(cè)量介質(zhì)：根據(jù)氣體種類(lèi)（如腐蝕性、可燃性）選擇探頭材質(zhì)和防爆等級(jí)（如 Ex d/IIC 級(jí)）。

• 流量范圍：根據(jù)實(shí)際工況的最大 / 最小流量，選擇量程匹配的型號(hào)（如低流速選插入式，高流速選法蘭式）。

• 精度要求：貿(mào)易結(jié)算場(chǎng)景需選擇高精度型號(hào)（±1% FS），過(guò)程控制可適當(dāng)降低精度要求。

• 輸出接口：根據(jù)控制系統(tǒng)需求，選擇 4-20mA、Modbus 等信號(hào)輸出方式