解析熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的工作原理與應(yīng)用場景
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是一種基于熱擴(kuò)散原理或熱傳導(dǎo)原理設(shè)計(jì)的流量儀表,用于測量氣體的質(zhì)量流量。以下是對熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的詳細(xì)介紹:
一、工作原理
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)通常由兩個(gè)基準(zhǔn)級熱電阻(RTD)組成,一個(gè)是速度傳感器RH(加熱器),另一個(gè)是測量氣體溫度變化的溫度傳感器RMG。傳感器通常采用可供直流通電的純電阻絲或薄膜材料制成,用于加熱和測溫。
當(dāng)加熱器傳感器RH被通電加熱到設(shè)定溫度并保持穩(wěn)定的熱平衡時(shí),如果氣體流過加熱器傳感器,氣體會帶走一部分熱量,導(dǎo)致傳感器溫度降低。測溫器傳感器RMG位于加熱器傳感器的下游,只測量氣體的溫度而不受氣體質(zhì)量流量的直接影響。通過測量加熱器和測溫器之間的溫差(△T)來確定氣體質(zhì)量流量,溫差與氣體的質(zhì)量流量呈一定的比例關(guān)系。當(dāng)氣體流量增加時(shí),氣體帶走的熱量也增加,導(dǎo)致加熱器溫度下降更多,從而增加了加熱器與測溫器之間的溫差。
根據(jù)加熱器與測溫器之間的溫差以及已知的加熱器特性和氣體性質(zhì),利用熱效應(yīng)的金氏定律等數(shù)學(xué)關(guān)系式(如P/△T=K1+K2 f(Q)K3,其中P為加熱功率,△T為溫差,Q為質(zhì)量流量,K1、K2、K3是與氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)),可以計(jì)算出氣體的質(zhì)量流量。
二、特點(diǎn)
- 高精度測量:熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)采用直接測量氣體質(zhì)量流量的方式,不需要對溫度、壓力、濕度等參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償和修正,因此具有高精度的測量結(jié)果。
- 測量范圍廣:該流量計(jì)的測量范圍很廣,可以適應(yīng)不同流量和介質(zhì)種類的測量需求。
- 可靠性高:熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,測量元件不易損壞,因此具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。
- 響應(yīng)速度快:該流量計(jì)能夠快速地反映流量變化情況,這對于需要實(shí)時(shí)監(jiān)測流量的應(yīng)用場合非常有利。
- 測量不受流體物性影響:熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的測量結(jié)果不受流體物性(如溫度、壓力、濕度、成分等)的影響,因此具有很好的通用性。
三、優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
- 直接測量質(zhì)量流量,無需進(jìn)行溫度和壓力的補(bǔ)償。
- 響應(yīng)速度快,能夠?qū)崟r(shí)反映流量變化。
- 測量范圍廣,適用于多種氣體和流量范圍。
- 穩(wěn)定性好,使用壽命長。
缺點(diǎn):
- 對流場要求較高,需要保持穩(wěn)定的流場才能獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
- 受環(huán)境溫度影響,需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償以消除影響。
- 對管道材料有要求,需要具有良好的導(dǎo)熱性能。
- 價(jià)格相對較高,增加了工程成本。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,包括但不限于:
- 化工行業(yè):用于監(jiān)測氣體反應(yīng)過程中的流量,確保反應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。
- 石油和天然氣:在油氣開采和運(yùn)輸過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測氣體流量,優(yōu)化資源利用。
- 環(huán)保監(jiān)測:用于廢氣排放監(jiān)測,幫助企業(yè)遵守環(huán)保法規(guī)。
- 食品和飲料:在生產(chǎn)過程中監(jiān)測氣體流量,確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全。
此外,它還可用于氧氣、氮?dú)狻錃狻⒙葰饧岸嘟M分氣體測量;高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣測量;煙道氣測量;沼氣、水處理中的曝氣和氯氣測量;壓縮空氣測量;天然氣、液化氣、火炬氣等氣體流量測量;電廠高爐的一次風(fēng)、二次風(fēng)流量測量;礦井下通風(fēng)或排風(fēng)系統(tǒng)流量測量;燃?xì)膺^程中空氣流量測量;煙囪排出的煙氣流量(速)測量(CEMS);煅燒爐煙道氣流量測量;水泥、卷煙、玻璃廠生產(chǎn)過程中氣體流量測量;溶劑回收系統(tǒng)中氣體流量測量;半導(dǎo)體芯片制作過程中氣體流量測量;啤酒生產(chǎn)過程中二氧化碳?xì)怏w流量測量;加熱通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中的氣體流量(速)測量;燃煤鍋爐中燃燒氣體流量測量等。
五、分類與安裝方式
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)按安裝方式分為插入式和管段式,適用于不同管道直徑的場合。插入式流量計(jì)可以直接插入到管道中進(jìn)行測量,適用于管道直徑較大且不易拆卸的場合;管段式流量計(jì)則需要將管道切斷一段后安裝,適用于需要精確測量且管道直徑較小的場合。
綜上所述,熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)具有高精度、測量范圍廣、可靠性高、響應(yīng)速度快和不受流體物性影響等優(yōu)點(diǎn),在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。但在使用過程中也需要注意其對流場、環(huán)境溫度和管道材料的要求以及價(jià)格較高的缺點(diǎn)。如想了解更多流量計(jì)相關(guān)信息或者流量計(jì)選型,可咨詢艾絲特流量計(jì)廠家技術(shù)客服:180 1926 2426(微信同號)獲取幫助。
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