熱式質(zhì)量流量計(jì)發(fā)展
20世紀(jì)60年代，美國(guó)首先為宇航業(yè)所需氣體質(zhì)量控制開(kāi)發(fā)出熱式質(zhì)量流量計(jì)正式產(chǎn)品，其后應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)的制造設(shè)備上，得到很大發(fā)展，后又?jǐn)U展到其他工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，近年來(lái)再工業(yè)應(yīng)用上從測(cè)量氣體擴(kuò)大到測(cè)量液體?！ ∮捎跉怏w熱式質(zhì)量流量計(jì)日趨成熟且應(yīng)用面不斷拓寬，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(1SO)已制定有關(guān)“規(guī)范、檢驗(yàn)、安裝、運(yùn)行和校準(zhǔn)”氣體熱式質(zhì)量流量計(jì)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IS014511：2001?！ ∈澜绻I(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已有眾多制造企業(yè)生產(chǎn)熱式質(zhì)量流量計(jì)和熱式流量開(kāi)關(guān)(thermal flowswitch)投放市場(chǎng)，20世紀(jì)90年代初中期，世界范圍熱式質(zhì)量流量計(jì)銷(xiāo)售額占流量?jī)x表的3％～8％，年銷(xiāo)售臺(tái)數(shù)1．75萬(wàn)～4．5萬(wàn)臺(tái)。
渦輪流量計(jì),氣體渦輪流量計(jì),羅茨流量計(jì)
熱式質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用行業(yè)
熱式質(zhì)量流量計(jì)通過(guò)測(cè)量氣體流經(jīng)流量計(jì)內(nèi)加熱元件時(shí)的冷卻效應(yīng)來(lái)計(jì)量氣體流量的。氣體通過(guò)的測(cè)量段內(nèi)有兩個(gè)熱阻元件，其中一個(gè)作為溫度檢測(cè)，另一個(gè)作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測(cè)氣體溫度，加熱器則通過(guò)改變電流來(lái)保持其溫度與被測(cè)氣體的溫度之間有一個(gè)恒定的溫度差。當(dāng)氣體流速增加，冷卻效應(yīng)越大，使須保持熱電阻間恒溫的電流也越大。此熱傳遞正比于氣體質(zhì)量流量，即供給電流與氣體質(zhì)量流量有一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系來(lái)反映氣體的流量。
當(dāng)前熱式質(zhì)量流量計(jì)主要應(yīng)用于測(cè)量氣體，只有很小部分應(yīng)用于測(cè)量微小液體流量。
1.熱分布式熱式質(zhì)量流量計(jì)
本類(lèi)儀表適用于測(cè)量小流量微小口徑的清潔氣體，應(yīng)用于精細(xì)制造工藝和微小流量采樣控制等。
(1)半導(dǎo)體工業(yè)應(yīng)用半導(dǎo)體工業(yè)曾是熱式質(zhì)量流量計(jì)主要服務(wù)對(duì)象，熱式質(zhì)量流量計(jì)是應(yīng)承半導(dǎo)體業(yè)需求的推動(dòng)而得到蓬勃發(fā)展，應(yīng)用于擴(kuò)散、氧化、外延、等離子刻蝕、濺射等工藝設(shè)備中，測(cè)量和控制超凈氣體或腐蝕／有害氣體流量，如氫、氨、、三氟化氮、氧化氮、砷化三氫、等，1995年世界范圍內(nèi)半導(dǎo)業(yè)仍購(gòu)置了三千余萬(wàn)美元的熱式質(zhì)量流量計(jì)，約占熱式流量?jī)x表市場(chǎng)的1／3。
(2)分析儀器采樣氣體測(cè)量氣體色潛儀和環(huán)境保護(hù)等分析儀器氣體取樣量或大氣采集量所用的配套用流量?jī)x表，原常用浮子流量計(jì)，現(xiàn)在凡要求較高者漸被氣體熱式質(zhì)量流量計(jì)所代替，其應(yīng)用非常普遍。
(3)機(jī)械構(gòu)件密封性測(cè)試和尺寸精密測(cè)量例如測(cè)量閥門(mén)等機(jī)械構(gòu)件氣密性指標(biāo)中的氣體泄漏量，測(cè)量小孔尺寸和過(guò)濾材料透氣性測(cè)試等。
(4)化工、石油等流程工業(yè)微型試驗(yàn)裝置中微小氣體流量的測(cè)量和控制
(5)其他應(yīng)用：光導(dǎo)纖維制造；電廠氫冷發(fā)電機(jī)氫氣補(bǔ)給量測(cè)量；燃燒噴嘴天然氣流量測(cè)量與控制；熱處理爐保護(hù)氣或滲碳?xì)獬錃饬浚会t(yī)學(xué)保健氧氣或麻醉劑氣流量控制等。
2.熱消散效應(yīng)侵入式(或插入式)熱式質(zhì)量流量計(jì)
該類(lèi)儀表應(yīng)用于較大管徑，除測(cè)量潔凈氣體外還可測(cè)量存在一些塵粒的粗放氣體，如煙道氣等。
(1)取暖通風(fēng)空調(diào)業(yè) 在國(guó)外暖通業(yè)也是熱式氣體流量計(jì)的主要服務(wù)對(duì)象，包括有無(wú)流通的監(jiān)控(流量開(kāi)關(guān))和通風(fēng)量的測(cè)量控制(流量計(jì))。
(2)公用事業(yè)給水和污水治理應(yīng)用于給水工業(yè)的原水水處理殺菌凈化過(guò)程中氯氣、臭氧和氨氣等流量測(cè)量和控制；污水治理；曝氣凈化過(guò)程中空氣和處理過(guò)程中產(chǎn)生氣體的測(cè)量控制。
(3)能源工業(yè)應(yīng)用于測(cè)量天然氣、鍋爐通風(fēng)鼓風(fēng)空氣、儲(chǔ)罐管線排氣等。在煤粉／空氣配比過(guò)程中，測(cè)量和控制空氣流量。
(4)氣體連續(xù)排放監(jiān)控(CEM)環(huán)境保護(hù)要求控制鍋爐燃燒煙道氣中S02和NO的排放總量，由流量?jī)x表和分析儀器等組成CEM(continous emission monitoring)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。
(5)其他工業(yè)應(yīng)用如水泥業(yè)豎式磨粉排放熱氣、燃料電池工廠各種氣體等。
3．微小液體流量測(cè)量
微小液體熱式流量計(jì)應(yīng)用于化學(xué)、石油化工、醫(yī)藥食品等流程工業(yè)實(shí)驗(yàn)性裝置。例如，藥液系統(tǒng)中定流量配比控制、液化氣注入過(guò)程中流量測(cè)量和控制。測(cè)量高壓丙烷、丁烷、液氨、CO2等液態(tài)氣體。由于測(cè)量原理上液體加熱溫升不高，或是對(duì)液體冷卻，因此十分適合測(cè)量液化氣體和易汽化液體。
熱式流量?jī)x表除了輸出連續(xù)量的熱式質(zhì)量流量計(jì)外，還有另一分支一熱式流量開(kāi)關(guān)。流量開(kāi)關(guān)也有稱作流動(dòng)替續(xù)器(flowrelay)，它主要在流量超過(guò)上限(或下限)時(shí)，發(fā)出兩位控制信號(hào)，有些流量開(kāi)關(guān)的流量上，下限值還可由用戶內(nèi)行設(shè)定，流量開(kāi)關(guān)主要用于空調(diào)、通風(fēng)、水／風(fēng)冷卻、潤(rùn)滑油等系統(tǒng)的保護(hù)監(jiān)控。
熱式質(zhì)量流量計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
(1)能測(cè)量極低流速和微小流量；能測(cè)低壓氣體流量，甚至是真空狀的分子流。
(2)無(wú)活動(dòng)部件，可靠性高。
(3)無(wú)壓力損失或壓力損失很小。基型熱分布式熱式質(zhì)量流量計(jì)無(wú)阻流元件，不存在測(cè)量引起的壓力損失；帶分流管熱分布式TMF和侵入式TMF雖有阻流件，壓力損失也不大。
(4)測(cè)量氣體流量時(shí)，常以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量單位表示，介質(zhì)溫度／壓力變化幾乎不影響所測(cè)量值。若標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度恒定(即組分不變)，則類(lèi)似于質(zhì)量流量。
(5)儀表系數(shù)隨氣體種類(lèi)或混合氣體組分而變，不能測(cè)量質(zhì)量熱容(比熱容)變化的流體。因氣體種類(lèi)或組分改變，其定壓比熱容Jp和熱傳導(dǎo)系數(shù)隨之而變，影響測(cè)量值。更不能用于混相流體或可能產(chǎn)生相變流體。
(6)熱分布式TMF用于CO、N2、02等接近理想氣體的雙原子氣體，可直接用空氣校驗(yàn)。
缺點(diǎn)
(1)對(duì)于熱分布式熱質(zhì)量流量計(jì),被測(cè)氣體若在管壁沉積垢層影響測(cè)量值,必須定期清洗;對(duì)細(xì)管型儀表更有易堵塞的缺點(diǎn),一般情況下不能使用
(2)對(duì)脈動(dòng)流在使用上將受到限制
(3)液體用熱式質(zhì)量流量計(jì)對(duì)于粘性液體在使用上亦受到限制
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