热式流量仪表

热式流量仪表是利用流体流动时与热源进行热交换测流量。根据交换方式可分为分布型与浸入型二种型式。

原理:

利用流体流动时与热源进行热交换测流量。根据交换方式可分为分布型与浸入型二种型式:

1、分布型:绕在管道外的两组电热丝,有加热及检测二个作用,并组成惠斯登电桥。由恒流电源供给恒定热量。当流量为零时,管道内流体温度平衡,电桥无输出;当流体流动时,流体将上游部分热量带给下游,电热丝上的温度失去平衡,上下游电热丝电阻有差异,电桥产生输出电压,其大小正比于流量,流量越大,输出电压也越大,测电压可知流量。

2、浸入型:二个热电阻置于管道中,用功率恒定的电加热器,使热电阻温度高于流体的温度。其中一个裸露在气流中,流速的大小与热电阻的散热成正比,同时改变其电阻值。其中第二个被细管罩着的电阻不受流速影响,热阻值不变。因此,二个热电阻的温度差(即电阻差),将反应流速(即流量)大小,同上理可通过电桥输出电压测流量。

特点:

⑴可测极低流速,气体可低至0.05m/s;

⑵无可动部件,也不存在阻塞问题,工作可靠;

⑶由于传热与流体的质量密切相关,所以无需温度、压力补偿,直接测得质量流量;

⑷浸入式主要用在大口径,口径范围(40~4000mm),流体限于干燥常温气体(<200℃)

⑸布式主要用于小口径(2~25mm);小流量(0.15L/M);

⑹对流体的洁净度仍有一定要求,流体如有粘附物,会污染浸入式热敏元件;分布式如有沉淀物,将积于内壁,也会影响测量准确度;

⑺要保证必要的准确度必需要较长的前直管段长度,特别是浸入式,前需20~30D,后需5D;

⑻响应时间需1~2秒,用于工控系统会恶化调节品质;

⑼准确度较低,热分布型±1~2%,浸入式±3%。

应用领域:

1、热分布式用于精细制造工艺中微小气体流量测量,如:半导体工业加工工艺、分析仪器、气体色谱仪和环境保护分析仪器中气体的采样流量测量;流程工业、光纤制造、医药保健中的微小气体流量测量;

2、浸入式(或称插入式),多用于较大口径,可测量干燥、常温气体极低流速的流量测量;

3、微小液体流量测量,多用于精细化工、石油化工、医药、食品工业中的试验性设备,如药液系统中的定流量配比控制,液化气注入的流量控制……

发展方向

1、薄膜型:薄膜型微流量仪表,是在显微机械加工的电子器件,及微机电系统(micro electro mechanical system,简称MEMS),以取代热丝在流量测量上的应用。

2、多点插入式:由于大管径内的流速分布极为复杂,测单点的热式流量仪表已无法满足准确度要求,必需采用多点(直线上多点,或截面上多点),这类管道中的流速普遍较低(10~15M/S),从节能减排的需求,市场应有较大的潜力。

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