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      熱式質量流量計

      熱式質量流量計是利用流體流過外熱源加熱的管道時產生的溫度場變化來測量流體質量流量,或利用加熱流體時流體溫度上升某一值所需的能量與流體質量之間的關系來測量流體質量流量的一種
      熱式質量流量計是利用流體流過外熱源加熱的管道時產生的溫度場變化來測量流體質量流量,或利用加熱流體時流體溫度上升某一值所需的能量與流體質量之間的關系來測量流體質量流量的一種流量儀表。
      原理
      熱式質量流量計(Thermal Mass Flowmeters,簡稱TMF)在國內習稱量熱式流量計,是利用流體流過外熱源加熱的管道時產生的溫度場變化來測量流體質量流量,或利用加熱流體時流體溫度上升某一值所需的能量與流體質量之間的關系來測量流體質量流量的一種流量儀表。一般用來測量氣體的質量流量。具有壓損低;流量范圍度大;高精度、高重復性和高可靠性;無可動部件以及可用于極低氣體流量監測和控制等特點. 利用加熱流體的熱量(或溫度)變化測量流體的質量流量已有很長的歷史。早期的TMF直接將加熱線圈和測溫元件放入流體中與流體直接接觸,是一種接觸式流量計,由于不能解決嘴蝕和磨損以及防爆等問題,使它的工業應用受很大的限制。托馬斯流量計是這種流量計的代表,主要用來測量較大流量的氣體質量流量;到20世紀50年代,人們提出了一種與流體不接觸的邊界層流量計,克服了接觸式流量計的缺點,但測量結果易受介質參數(如導熱系數、比熱容、粘度等)的影響,可以用來測量較大的液體流量;到70年代,基于測量流體溫度分布的熱分布型TMF,由于其獨特的優點在國內外得到了很快的發展,用來測量氣體的微小流量,隨著科技的發展,經過對流量計結構上的重新設計,在接觸式流量計的基礎上,人們提出了一種浸人型的TMF,也得到了很快的發展,可以用來測量較大管徑的氣體流量。綜上所述,TMF是一種主要用來測量氣體質量流量的直接式質量流量計。
      熱式質量流量計:利用傳熱原理檢測流量的儀表,即利用流動中的流體與熱源(流體中加熱的物體或測量管外加熱體)之間熱量交換關系來測量流量的儀表。過去我國習稱量熱式流量計。
      基本原理:通過測量氣體流經流量計內加熱元件時的冷卻效應來計量氣體流量的。氣體通過的測量段內有兩個熱阻元件,其中一個作為溫度檢測,另一個作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測氣體溫度,加熱器則通過改變電流來保持其溫度與被測氣體的溫度之間有一個恒定的溫度差。當氣體流速增加,冷卻效應越大,使須保持熱電阻間恒溫的電流也越大。此熱傳遞正比于氣體質量流量,即供給電流與氣體質量流量有一對應的函數關系來反映氣體的流量。
      用途:
      1、鋼鐵廠,焦化廠煤氣流量測量;
      2、鍋爐空氣流量,測量二次風量;
      3、煙囪排出的煙氣流量測量;
      4、水處理中瀑氣流量測量;
      5、水泥,卷煙,玻璃廠生產過程中氣體流量測量;
      6、壓縮空氣流量測量;
      7、天然氣,煤氣,液化氣,火炬氣,氫氣等氣體流量測量。
       
      分類:
      熱式質量流量計根據熱源及測溫方式的不同可分為接觸式和非接觸式兩種。
      1.接觸式熱式質量流量計
      這種質量流量計的加熱元件和測溫元件都置于被測流體的管道內,與流體直接接觸,常被稱為托馬斯流量計,適于測量氣體的較大質量流量. 由于加熱及測量元件與被測流體直接接觸,因此元件易受流體腐蝕和磨損,影響儀表的測量靈敏度和使用壽命。測量高流速、有腐蝕性的流體時不宜選用,這是接觸式的缺點。
      2.非接觸式熱式質量流量計
      這種流量計的加熱及測溫元件都置于流體管道外,與被測流體不直接接觸,克服了接觸式的缺點。

      性能指標:
      1、測量范圍:0.5—100Nm/s (20℃,101.33KPa)
      2、準確度: ±1%的讀數 ±0.5%滿量程
      3、量程比:通常100:1(取決于標定流量的范圍)
      4、管徑范圍: 15mm~6000mm
      5、應用范圍: 適合各類單一或混合氣體。含塵、含沙、含濕氣、各種腐蝕性氣體
      6、環境溫度范圍: -40℃~+85℃(無顯示); -30℃~+70℃(有顯示); 濕度小于90%RH
      7、介質溫度范圍: -40℃~+100℃;-40℃~+200℃; -40℃~+450℃;-40℃~+510℃
      8、傳感器直徑:ф3、ф2.5
      9、插入式傳感器探桿直徑:ф19(標準)、ф16、ф12
      10、傳感器材質:316不銹鋼、哈氏合金、鈦
      11、探桿材質(保護套): 316不銹鋼(標準)、哈氏合金
      12、雙向測量介質流量
      13、模擬量輸出:流量:4-20mADC, 溫度:4-20mADC, 最大負載:1000Ω
      14、累積脈沖量輸出
      15、鍵入12段非線性修正,內置10段非線性修正
      16、通訊:串口輸出RS232/RS485
      17、供電電源:24VDC/600mA;220VAC/2W;110VAC/3W
      18、報警:1-2路繼電器輸出、5A/220V、5A/30VDC、鍵入設定??
      19、大屏幕LCD顯示:七位瞬時流量,八位累積流量
      20、過程壓力:1.6Mpa(最大20MPa)
      21、安裝工藝形式:插入式(卡套、卡套+球閥、法蘭連接)適用于DN80以上的管道安裝,管道式(法蘭、螺紋連接)適用于DN15以上的管道安裝。
      22、防爆等級:本安型(iaⅡCT5)、隔爆型(ExdⅡCT4)
      23、防護等級:IP65

      應用場合:
      1、公用工程---電﹑氣﹑ 水處理的監控
      管道的氣體;通用系統;沼氣;煤氣;天然氣;液化氣;鍋爐預熱空氣
      2、石油與天然氣工業
      能量交換;填井氣回收; 燃氣計量;氣體質量分析;泄漏氣測試;天然氣測量;火炬氣的監控
      3、電力行業
      燃料系統中氣體分配過程中的氣體測量;鍋爐及輔助系統中各種氣體的測量;燃氣爐中氣體測量;氫氣測量;電廠高爐的一次風、二次風的測量
      4、化學行業
      煙氣循環監測;采樣系統中氣體流量計量;引風機的氣體流量計量;化肥廠氨氣測量 ;電池工廠各種氣體流量測量
      5、冶金行業
      鋼鐵廠加氣測量;煉鐵廠高爐煤氣的測量;焦化廠焦爐煤氣的測量;軋鋼廠加熱爐燃氣(高爐煤氣、焦化煤氣、天然氣等)的測量控制;熱處理淬火爐等的氫、氧、氮等氣體的控制
      6、紙漿與造紙行業
      廢水處理系統中氣體的測量;煙道流量監控;鍋爐回收二次/三次空氣;鍋爐的燃氣和空氣送風測量
      7、食品及醫藥行業
      加工操作中新鮮空氣的加入;啤酒廠中的二氧化碳處理;瓶子消毒器中的熱空氣的流量;熱氧化過程中氣體流量測量;通風系統;鍋爐進氣﹑廢氣﹑過程控制
      8、環保
      沼氣利用過程中的氣體測量;氯氣處理過程中氯氣氣體測量;污水處理過程中曝氣池的氣體測量;煙筒煙道排氣監測SO2和NOX的排量 
      9、其他行業
      工廠壓縮空氣測量;煤粉燃燒過程粉/氣配比控制燃料;水泥工業豎式磨粉機排放熱氣流量控制 


      熱式氣體質量流量計是利用熱擴散原理測量氣體流量的儀表。傳感器由兩個基準級熱電阻(RTD)組成。一個是速度傳感器RH,一個是測量氣體溫度變化的溫度傳感器(RMG)。當這兩個RTD置于被測氣體中時,其中傳感器RH被加熱,另一個傳感器RMG用于感應被測氣體溫度。隨著氣體流速的增加,氣流帶走更多熱量,傳感器RH的溫度下降。
       
      根據熱效應的金氏定律,加熱功率P、溫度差△T(TRH-TRMG)與質量流量Q有確定的數學關系式。 P/△T=K1+K2 f(Q)K3 K1、K2、K3是與氣體物理性質有關的常數。熱式氣體質量流量計獨特的溫度差測量方式克服了采用恒溫差原理的熱式氣體質量流量計測量煤氣流量時因煤氣中含水、油和雜質而造成的很大的零點漂移,導致無法測量的弊端。它也可以用于測量濕氣體的質量流量,如礦井下瓦斯抽放、送風,排風系統中的風量(速)的實時檢測。
      熱式氣體質量流量計傳感器靈敏度簡介
      熱式質量流量計利用發熱體(加熱器)和流體(氣體)之間的熱傳遞現象來進行流量測量。
      由于氣體種類的不同,熱物性也不相同,因此傳感器的靈敏度也各不相同,用于修正各種氣體的靈敏度差異的系數稱為轉換因子,要用于其流量計已校準的氣體以外的種類的氣體時,務必用轉換因子乘以輸出來修正

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