求热式气体质量流量计的工作原理

WTG-RS热式气体质量流量计采用热导原理，仪表以标准单位测量气体质量流量而无须温度及压力补偿，同时可以测量过程气体温度。多种计量单位可现场选择（scfm,sfpm,nm3/h等）。提供两路4-20mA分别是瞬时流量和温度，流量还有脉冲输出。可选的显示/键盘模块可以显示瞬时和累计流量，工作时间，温度和报警点。它允许用户现场设定满量程，管道面积，报警点，小流量切零，脉冲输出频率，延时等。

RS485接口，搭载协议为Modbus,Profibus-DP,Devicenet和Ethernet可选。使该仪表跨入现场总线仪表行列。

该系列流量计有插入式和带测量管式两类，插入式传感器为直径1/2”，最长36”(914mm)的探头（更长传感器也可制造）；带测量管式传感器有1/4到6”（625mm到152mm）的测量管，带内置流量调节器从而无须上下游有较长直管段，管道连接可以是法兰、NPT螺纹或焊接。材质为316不锈钢，哈氏C合金或其它材料。

热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术，其典型传感元件包括两个热电阻（铂RTD），当这两个RTD被置于流体中时，其中一个被加热，另一个用于感应过程温度。两个RTD之间的温差与过程流速及过程介质的性质有关，保持该温差恒定，则电子单元加热RTD的能量与质量流量成函数关系。

回答者:宋平龙

2013-11-8

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两根管中一根的介质不流动，和另一根管介质流动。通过对比两根管的科氏力的不同来获得流量，可以比较方便的消除管道固有振动、流体本身振动之类 影响或干扰测量的因素。

利用科里奥利原理的流量计：

在一个转动中的轮盘中，当一个质点从圆心沿着半径向边沿运动时，会产生一个导致圆盘转速下降的力。反之则会产生一个导致圆盘转速上升降的力。这个力的大小和质点的质量以及运动速度有直接关系。最早系统研究这类现象的人叫科里奥利，这个力也被称为科氏力。

将上述现象中的质点运动及轨迹换成管道及其中流动的介质，并将上述现象中的转动限制在很小范围内的来回转动。则根据科里奥利原理可知，当沿管道由圆心向外流动时，会产生一个使来回转动频率下降的力。当沿管道向圆心流动时，会产生一个使来回转动频率上升的力。这个力的大小和介质的密度以及流速大小有直接关系。

制作一个使介质向先下流动，然后再向上使流动的管道，施加一个使管道下方来回震动的，具有固定频率的力，使管道下降段和上升段做来回圆周运动。当管道中介质流动时，由于科氏力的作用，管道下降段和上升段的震动频率与推动管道震动的频率会产生一个相位差。这个相位差与介质的密度、流速、以及管道形状(流通面积)成一定的比例关系，检出这个相位差，可以直接得到质量流量。

根据这个原理工作的流量计，目前都称为质量流量计。

两根管中一根的介质不流动，和另一根管介质流动。通过对比两根管的科氏力的不同来获得流量，可以比较方便的消除管道固有振动、流体本身振动之类 影响或干扰测量的因素。

科里奥利力是指流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里奥利在1832年研究水轮机时发现的，简称科氏力。

科里奥利力质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在zd振管两端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出流经振管的质量流量。

不同的介质流经传感器时，振管的主振频率不同，据此解算出介质密度。安装在传感器器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度。

热式质量流量计，英文名称为Thermal Mass Flowmeters，简写为TMF，又名量热式流量计，是一种对流体质量流量进行检测的仪器仪表。其有两种不同的测量原理，但都归结为“热式”两字，原理之一是对流体流经的部分管道进行加热，利用流体流经加热管道时温度场的变化来进行测量;另一种测量原理是对流体本身进行加热，利用流体升温所需能量与流体质量间关系来进行测量。

二、热式质量流量计原理

以上两种测量流体质量的原理，都归结为加热，一个对流体流经管道进行加热，一个对流体进行加热，整体而言，都是通过流体与热源间热量的交换来实现对流体质量的检测的。热式质量流量计多用于完成对气体的质量检测，在气体流动过程中会流经两个热敏电阻，首先流经的热敏电阻作为加热器用于保持其与气体间温度差的恒定，因此气体流速越大，电路供给电流越大，之后流经的热敏电阻作为温度检测元件用于检测气体温度，因此可通过电路供给电流的大小与供给电流、气体流速间函数关系来得出气体的流量大小。

三、热式质量流量计原理—优缺点

热式质量流量计具有压损低，流量范围大;不具备活动部件，结构简单，精确度高;在不同的分类条件下具有多种不同的分类方式，可满足对各环境下各流速流体的质量流量的检测等优点。但同时也具有反应速度慢;不易于对粘性液体质量流量的测量;多次使用后存有沉积垢物需及时清理等缺点。现已广泛应用于锅炉空气流量、焦化厂煤气流量、工业生产中产生气体流量、天然气等流体的质量流量测量中。

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