质量流量计如何工作的

热式气体质量流量计件由两个插入流体管道中的圆柱形探头构成。被加热探头里面含有一个加热器，在靠近壁面附近布置一个温差热电偶并用导热系数与密度之比较大的石墨填充。探头内布置一个热电偶并用石墨填充。为更好的进行动态测量，所用热电偶均采用直径为0.1mmK型的NiCr-NiSi.。系统热平衡分析当流量传感器被置于流体管道中，在流态稳定时，探头与周围介质处于近似的热平衡状态，这时流体、探头、测量杆和管道组成一个传热系统，此时的系统热平衡方程为：传感器世界2007.9.静态变化函数曲线气流方向阀门待标定流量计。标定方案示意图。标定曲线利用传热学理论，结合热式流量计应用的工况场合，对于实际的热交换过程有： 1、热探头与流体间的对流换热对流换热a包括受迫对流换热和自然对流换热。假设流管横置，热探头壁面与流体温差为60*C，则当流体流速大于1m/s时，G/e2<0.1，此时自然对流换热与由于流体运动所导致的受迫对流换热相比十分微弱。实际测量中G/2<<1，可以忽略自然对流换热的影响。 2、热探头向测量杆构架的导热02随着构架材料导热系数的不同，02差别很大。通常气体质量流量控制器接触工作气体的湿材料为316L不锈钢、聚四氟乙烯和密封材料等,密封材料又分为金属密封和橡胶密封两大类。在探头设计中，尽可能采用导热系数小的材料制造构架并采用绝热、绝缘硅胶对探头密封以减少导热量。导热量02计算公式如下：，dt A一杆构架的横截面积；A―杆构架导热系数。 3、热式气体质量流量计热探头向周围的辐射换热03热探头表面温度为，它要向气流和另一个探头进行辐射换热。将探头表面磨光或镀上一层发射率小的金属并使其温度保持在100*C之内，以减小辐射换热。根据辐射换热公式：一斯特藩一波尔兹曼常数；4一探头外表面面积；一热探头温度；T：来流温度。

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流量控制器的控制响应速度

物理时间常数

物理时间常数用希腊字母Tau来表示，是现今为数不多的用来描述响应时间的标准之一，即：控制器到达设定值某个百分比所需要的时间，被定义为1-1/e， 其中e是作为自然对数底数的无理数，其值为2.72，所以1-1/e即为设定值的63.2%。虽然该定义是一个物理标准，可能说明不了什么问题，因为余下的设定值的36.8%所花费的时间可能多于或少于之前的63.2%。除正常安装要求外，要特别注意减少振动影响，因为质量流量控制器是基于振动原理工作的，外加振动会引入干扰。从下面示波器截图中可以看到：ALICAT?质量流量控制器仅用了7.4毫秒便到达了设定值的63.2%。

任意设定值百分比变化区域

不少质量流量控制器的技术参数采用设定值某一百分比区间内的变化来定义设备响应速度，比如：从设定值的10%到达90%所需要的时间。由于和后的 10%控制响应曲线变化，由此而得出的控制响应速度可能无法与实际的控制性能等同。如下图所示，ALICAT?质量流量控制器用了11.4毫秒到达设定值， 从示波器波形图中可以清晰地观察到：50%那段跨度，低于10%和高于90%那两段的跨度则小了很多。高压改变了振动管的内应力，提高了弹性管的等效刚度，从而使振动管的振动频率增大，两管的相位差减小。就该图而言，如果按照从设定值10%到达90%所用的时间来定义设备响应速度的话，那么结论是6~7毫秒。

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流量控制器的性能参数

流量控制器的特点是：当自力式流量控制阀进口、出口压差变化时，通过自力式流量控制阀的流量恒定不变。

流量控制器的性能参数有：流量控制精度、工作压差范围、启动压差

工作压差范围指的是当流量控制器进口、出口压差变化在多大范围时，能保持通过流量控制器的流量恒定不变。行业标准中规定工作压差范围0.03－0.3MPa，A类产品工作压差范围达到0.03－0.4MPa。用户在订货时,需要向供货厂商特殊声明使用气体,以免因为选型或选择密封材料错误,造成严重损失。工作压差范围的大小取决于自力式流量控制阀的设计。

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流量控制器的应用场合

1、公用工程---电﹑气﹑ 水处理的监控

质量流量控制器应用于管道的气体；通用系统；沼气；煤气；液化气；锅炉预热空气。

2、石油工业

能量交换；填井气回收； 燃气计量；气体质量分析；泄漏气测试；火炬气的监控。

3、电力行业

质量流量控制器应用于燃料系统中气体分配过程中的气体测量；锅炉及辅助系统中各种气体的测量；燃气炉中气体测量；氢气测量；电厂高炉的一次风、二次风的测量。

4、化学行业

烟气循环监测；采样系统中气体流量计量；引风机的气体流量计量；化肥厂氨气测量；电池工厂各种气体流量测量。

5、冶金行业

质量流量控制器应用于钢铁厂加气测量；炼铁厂高炉煤气的测量；焦化厂焦炉煤气的测量；轧钢厂加热炉燃气（高炉煤气、焦化煤气等）的测量控制；热处理淬火炉等的氢、氧、氮等气体的控制。

6、纸浆与造纸行业

废水处理系统中气体的测量；烟道流量监控；锅炉回收二次/三次空气；锅炉的燃气和空气送风测量。

7、食品行业

质量流量控制器应用于加工操作中新鲜空气的加入；

8、环保

质量流量控制器应用于沼气利用过程中的气体测量；污水处理过程中曝气池的气体测量；烟筒烟道排气监测SO2和NOX的排量。

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