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
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
从图6-14的曲线可知,浸入型TMF工作在曲线的后半段,质量流量与温差ΔT成反比,不能用来测量微小流量。热分布型TMF是近二十多年来发展起来的测量微小气体流量的仪表。它工作在图6-14曲线的前半段,在一定的流量范围内,质量流量与温差ΔT成正比,广泛应用于半导体制备、石油化工、冶金、制药、原子能等工业中微小气体流量测量。
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
热分布型TMF有以下优点:
a. 可用于任何清洁气体。
b. 用于氢气、氮气、氧气、一氧化碳、一氧化氮等接近理想气体的双原子气体时,比用用这些气体专门标定,直接用空气标定的仪表测量,误差一般也不会大于2%;用于Ar、He、等单原子气体时,也只要简单地乘以系数1.4即可;用于气体气体可用比热容换算,但误差稍大些。
c.灵敏度高,可测(0~10)cm3/min的极微小流量。
d. 具有(1%~2%)FS的测量准确度;0.2%~0.5%的重复性;测量范围度大,一般可达50:1到100:1;使用性能稳定可靠。由于使用温度、压力的变化引起气体的比热容变化不太大,如表6-3所示,温度从300K变化到400K,空气的cp仅增加0.8%,氮气增加0.5%,氧气增加2.35%,氢气增加1.2%,所以直接测量质量流量,一般可以认为不受温度、压力等参数的影响。
e. 无可动部件,基型传感器无阻流部件,压力损失小;分流型传感器虽然在旁路管中有阻流件,但压力损失也不大。
f. 有的仪表但有调节单元和控制阀,自己形成一闭环控制系统,组成质量流量控制器,对需要流量控制的场合极为方便。
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