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熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量原理

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熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量原理，熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)利用了流體（氣體）與固體（傳感器探頭）之間的熱傳導(dǎo)原理—L.V.KING定理，L.V.KING是美國(guó)科學(xué)家，他于二十世紀(jì)三十年代對(duì)熱量傳遞的規(guī)律性進(jìn)行了**的研究，并確定了熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量原理熱量Q與熱量傳遞諸要素之間的關(guān)系式：Q=(A+B×ρv1/2）(Ts-Ta)其中：Q為被帶走的熱量；A、B為常數(shù)；ρv為質(zhì)量流速；Ts、Ta為溫度。這一公式為科......

詳細(xì)介紹

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)利用了流體（氣體）與固體（傳感器探頭）之間的熱傳導(dǎo)原理—L.V.KING定理。L.V.KING是美國(guó)科學(xué)家，他于二十世紀(jì)三十年代對(duì)熱量傳遞的規(guī)律性進(jìn)行了**的研究，并確定了熱量Q與熱量傳遞諸要素之間的關(guān)系式：
Q=(A+B×ρv1/2）(Ts-Ta)
其中：Q為被帶走的熱量；A、B為常數(shù)；ρv為質(zhì)量流速；Ts、Ta為溫度。
這一公式為科學(xué)界所，并由此導(dǎo)出質(zhì)量流量的計(jì)算式：
G=S×ρv
其中：G為氣體的質(zhì)量流量；S為被測(cè)管道的橫截面積；ρv為氣體的質(zhì)量流速。
二十世紀(jì)八十年代，美國(guó)、英國(guó)等開(kāi)始制造基于這一原理的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，開(kāi)始在各種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為**的氣體流量計(jì)。
流量計(jì)由傳感探頭和電子部件組成。傳感器探頭由兩個(gè)傳感器組成，一個(gè)是測(cè)溫傳感器(短傳感器，在上游)，一個(gè)是測(cè)速傳感器(長(zhǎng)傳感器，在下游)。測(cè)量時(shí)，傳感探頭插入流體中，感受流體的溫度和流速。它們同時(shí)是電子部件橋路的兩個(gè)橋臂，形成一個(gè)不平衡電橋。
通電時(shí)，電子橋臂電流將測(cè)速傳感器加熱到高于流體溫度Ta（由測(cè)溫傳感器測(cè)得）的一定溫度Ts，兩者的溫差△T=Ts-Ta。不平衡電橋就變成平衡電橋。此時(shí)電橋便輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)零流量的電壓，經(jīng)電路放大處理輸出4mADC，瞬時(shí)流量顯示0，且累積流量無(wú)累積動(dòng)作，累積量保持不變。
當(dāng)流體流經(jīng)加熱的測(cè)速傳感器時(shí)，根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，將會(huì)帶走測(cè)速傳感器的一部分熱量，使其溫度Ts下降，而且流量越大，帶走的熱量越多，其溫度Ts下降也越大，電橋又變成一個(gè)不平衡電橋。電路為保持△T恒定，電橋必須增加對(duì)測(cè)速傳感器的加熱功率，使其流過(guò)與流量大小成正比的電流，使測(cè)速傳感器回到平衡狀態(tài)時(shí)的溫度Ts，這時(shí)橋路便輸出一個(gè)正比于流量大小的電壓信號(hào)，經(jīng)電路放大、線性化處理，使輸出與流量成正比的4～20mADC間的一個(gè)電流信號(hào)，瞬時(shí)流量顯示為0～*大刻度流量間的一個(gè)流量值，累積動(dòng)作將以與瞬時(shí)流量成正比的速度進(jìn)行累積。（圖1）
如上所述，設(shè)測(cè)速傳感器的加熱功率為P，測(cè)速傳感器與流體溫度的溫差為△T=Ts-Ta。根據(jù)L.V.KING定理，流體流經(jīng)加熱的測(cè)速傳感器時(shí)所帶走的熱量與對(duì)測(cè)速傳感器的加熱功率相對(duì)應(yīng)，則P=△T×(A+B×ρv 1/2)。式中A、B為取決于速度傳感器和流體性質(zhì)的物理常數(shù)。因此，可以通過(guò)測(cè)量加熱功率P來(lái)測(cè)量帶走這部分熱量的流體的質(zhì)量流量。由于帶走這部分熱量的是流體的分子，所以測(cè)速傳感器直接測(cè)量的是流體的質(zhì)量流速ρV，只要再乘以管道截面積就可以得到流體的質(zhì)量流量。