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熱式氣體質量流量計基本知識簡介

來源:北京華丞電子有限公司   2017年04月27日 13:50  
   熱式氣體質量流量計基本知識簡介
  熱式氣體質量流量計有兩個傳感器,一個是速度傳感器,一個是溫度傳感器。測量時,熱式氣體質量流量計傳感探頭插入流體中,感受流體的流速和溫度。它們同時是電子組件橋路的兩個橋臂,形成一個不平衡電橋。
  通電時,熱式氣體質量流量計橋臂電流將速度傳感器加熱到高于溫度 T 一個溫差△T 的 Tu,T-Tu=△T。不平衡電橋就變成平衡電橋。此時電橋便輸出一個對應零流量的電壓,經(jīng)放大電路處理,輸出流量計的下限信號為4mA;瞬時流量顯示為 000;且累積流量無累積動作發(fā)生,累積顯示保持原來的累積數(shù)字不變。
  當流體流經(jīng)加熱的速度傳感器時,根據(jù)熱傳導原理,將會帶走速度傳感器的一部分熱量,使熱式氣體質量流量計溫度下降,而且流量越大,帶走的熱量越多,其溫度T1下降也越大,電橋又變成一個不平衡電橋。由于橋路的反饋控制作用,總要回到平衡電橋狀態(tài)。為此,電橋必須在速度傳感器上流過與流量大小成正比的電流,使速度傳感器回到平衡狀態(tài)時的溫度 Tu。
  這時橋路便輸出一個正比于流量大小的電壓信號。經(jīng)電路放大、線性化處理,使輸出與流量成正比的4~20mA 之間的一個電流信號、瞬時流量顯示為直到刻度流量的一個值,累積動作將以與瞬時流量成正比的速度進行累積。
  如上所述,設速度傳感器的加熱功率為 P,速度傳感器與流體的溫差為△T,T1-T2=△T。流體的質量流速為 Pv。根據(jù) L-V.King 定理,即流體流經(jīng)加熱的熱式氣體質量流量計速度傳感器時所帶走的熱量 Q,與對速度傳感器加熱到溫度 T 的電功率 P 相等。由于橋路的反饋控制作用 T1-T2=△T 為一恒定的常數(shù)。所以橋路的輸出(決定流量計輸出的量)與流體的質量流速 Pv 成單值函數(shù)關系。特別要指出的是,由于速度傳感器的熱量是被流體中的分子所帶走的,所以速度傳感器測量的是流體的質量流速 Pv。因此只要乘以流體管道的截面積 s,便可得到流體的質量流量。
  熱式氣體質量流量計有諸多優(yōu)點:堅固的結構,適用于煤氣區(qū)域等工業(yè)應用;測量范圍大;準確度重復性好;響應時間快;可測量含中等固體顆粒的氣體。

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