热式质量流量计 热式质量流量计(Theermal Mass flowmeters,简称TMF)在国内习惯称为热式流量计,是利用流体流过外热源加热的管道时产生的温度场变化来测量流体质量流量,或利用加热流体时流体温度上升某一值所需的能量与流体质量之间的关系来测量流体质量的一种流量仪表。一般用来测量气体的质量流量。具有压损低;流量范围度大;高精度、高重复性和高可靠性;无可动部件以及可用于极低气体流量监测和控制等特点。 1.托马斯流量计 2. 浸入型热式质量流量计 浸入型TMF是在原来热线接触式流量计的基础上发展起来的一种坚固型热式质量流量计,它解决了接触式TMF在结构上的缺陷,采用适用于工业应用的坚固的高可靠性传感器,近二十多年来得到了很快的发展。 ① 浸入型热式质量流量计原理 ② 浸入型热式质量流量的分类 浸入型TMF在结构上有多种形式,有在线型、单点插入型和多点插入型等。 在线型TMF如图6-16所示。结构上它是一个带法兰短管、为工业应用而设计的全不锈钢结构流量计。适用于监测空气、二氧化碳、甲烷和氮、氧、氩、氦等气体以及其它气体流量。管道直径适合与中等管径,目前管径范围为6~200mm,空气或氮气的流量范围在标准状态(20℃,101325Pa)下约为(0~0.2)m3/h~(0~600)m3/h,某些型号仪表的最大流量已做到(0~12000)Nm3/h. 由于浸入型TMF的性能受流体介质物性参数的影响,所以,在线型TMF应以实际气体标定其质量流量,流量范围也随气体的不同又很大的差别。表6-1所示为某型浸入型TMF测量各种气体的流量范围。 单点插入型TMF传感器的结构如图6-17所示,它将速度探头和温度探头都封装在一不锈钢套管内组成一个插入探头,探头直径在10~25mm之间,标准状态下课测流速范围为(0~0.5)m/s~(0~60)m/s,适用于直径在75mm以上的各种管道。探头长度可达2m以上。质量流量为检测到的质量流速ρu和管道截面积A的乘积。 多点插入型TMF传感器的结构与单点插入型基本类似,在传感器沿长度方向设置有4~24个不等的质量流速探头,用来监测大型管道的总质量流量。在标准状态下课测流速范围为(0~1)Nm3/s~(0~100)Nm3/s,流量范围为(0~1700)Nm3/h~(0~5*107)Nm3/h.多点插入型传感器的探头设置将管道截面A划分为n个等面积环,在每个等面积(A/n)的质心设置一个热式探头测量质量流速ρu,这样总的质量即可计算得出qm。 ③ 浸入型热式质量流量计的特点 3.热分布型热式质量流量计 ① 热分布型热式质量流量计的原理 ②热分布型热式质量流量计的结构与分类 ③ 热分布型热式质量流量计的特点 A.热分布型热式质量流量计的优点 B.热分布型热式质量流量计的缺点 ④ 热分布型热式质量流量计的使用 4.边界层流量计 ① 边界层流量计测量原理 ② 边界层流量计存在的问题
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