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技术文章  

热式气体质量流量计测量方法的选择


发布日期:2020-07-02 点击:360次
  根据气体流量测量原理,可以得出恒温差和恒功率热式气体质量流量计输出信号和流速之间的关系,横坐标代表流速,纵坐标代表输出信号(温差△T和功率P),则这两种测量方法的输出信号与流速变化曲线如图2.4所示:

  由图2.4(a)可知,恒温差原理的气体质量流量计在低流速时随着流速V的变化,其输出信号P 的变化较大,也就是说其在低流速时具有较高的灵敏度和精度;相反其在高流速时,随流速V的变化,输出信号P 变化较小,故其在高流速时测量精度较小.而由图2.4(b)知,恒功率原理的气体质量流量计在低流速时随着流速V的变化,其输出信号△T 的变化较小,也就是说其在低流速时具有较低的灵敏度和精度;相反其在高流速时,随流速V 的变化,输出信号△T 变化较大,故其在高流速时测量精度较高.一般情况下,我们认为恒温差式气体质量流量计的最大优点是比恒功率式气体质量流量计的响应速度快.因为恒功率式流量计测量值是根据实际温度变化获得,测量管道质量和检测元件质量的热惯性都会降低响应速度;而恒温差式的温度分布没有变化,不受检测元件等热惯性的影响.然而对于恒功率式热式气体质量流量计,由于它采用恒定的功率对测速探头加热,与恒温差式气体质量流量计相比它有其独特的优点:
(1)恒功率式流量计的最大可测流量较大.随着气体流量的增加,被加热的测速探头的热量被迅速带走,对于恒温差式的流量计,它要求对被加热探头的能量急速增加才能保证温差恒定,但是由于能量的增加受到电路本身功率的影响以及被加热的测速探头最大允许电流的影响,其最大值受到一定限制.
(2)恒功率流量计相对来说不容易受到脏湿介质的影响.恒温差式流量计为了增加其对温度的灵敏性及保持恒定温差的反应快速,其用来制作探头的铂电阻常常比较细,而恒功率式流量计却可以做得较粗.对于较细的铂电阻丝其上附着物对散热会产生很大的影响,更有甚者会使其测量准确度大大降低,而恒功率对脏湿介质的测量情况则会好很多.
(3)恒功率流量计与恒温差流量计在耐高温方面有着明显的差异.就目前技术而言,恒功率的最高耐温可以做到454℃,而恒温差的流量计一般都在260℃以内,这对于测量过热蒸汽而言,其适应性有很大的差别.
  恒温差测量方法和恒功率测量方法各有优缺点,通常我们根据课题需求和工业现场实际情况选择合适的方法。从热式气体质量流量计的发展历史来看,恒温差流量计更早应用于实际工业应用,这主要是因为恒温差式比恒功率式响应速度快且实现起来较容易。所以目前市场上恒温差式气体质量流量计产品较多,但随着生产要求的不断提高,恒温差式流量计已经很难满足一些特殊生产的需要,特别是工业高流速测量领域,这就使恒功率式流量计成为重点研究的方向。
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