熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理
熱式質(zhì)量流量計(jì)采用熱擴(kuò)散技術(shù)進(jìn)行流量測量。測量探頭中有兩個(gè)溫度檢測元件(鉑熱電阻)、RTD1、RTD2和一個(gè)恒熱源HTR。RTD1用于測量流體介質(zhì)本身的溫度,把它作為參比溫度RTD2緊靠著恒熱源HTR,測量被流體介質(zhì)帶走熱量后的恒熱源表面的溫度,兩個(gè)溫度檢測元件之間的溫差是質(zhì)量流量的函數(shù)。流體流速的變化直接影響熱擴(kuò)散的程度,進(jìn)而影響到兩個(gè)測溫元件之間溫差的大小。當(dāng)流量為零時(shí),溫差ZUI大;而隨著流量的增加,恒熱源HTR被帶走的熱量增加,RTD2所測的溫度降低,溫差減小。溫差信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路變成4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。
溫差與流量之間的關(guān)系式如下:
Pv=K(Q/△T)
式中p為流體密度(kg/m3);v為流體流速m/h);K為標(biāo)定常數(shù);Q為熱流量(J/h);△T為溫差(℃)。
由上式可見,氣體流速及散熱能力的函數(shù)和質(zhì)量流量直接相關(guān),它是熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的基本原理公式。
熱式質(zhì)量流量計(jì)由傳感器和變送器組成,傳感器有兩種方式,即插入式和直通式。當(dāng)工藝管徑為小管徑時(shí),一般選擇直通式;而當(dāng)測量大管徑時(shí),一般選擇插入式。無論哪種方式,溫度檢測元件和恒熱源都密封于傳感器的內(nèi)部,不直接與流體介質(zhì)接觸,因此發(fā)熱和測溫元件不會(huì)被損壞,流量計(jì)可長期使用,也使得用戶的維護(hù)量及低。
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