什么是热式质量流量计?热式质量流量计是一种利用热扩散原理直接测量气体质量流量的仪器。它无需外部温度或压力补偿即可提供准确可靠的读数。热式质量流量计是一种关键工具,它彻底改变了专业人员测量流量的方式。这种仪器不仅简化了测量任务,而且提供了无与伦比的精度,凸显了其在现代工业领域的重要性。让我们一起深入了解它的工作原理,探索其日益重要的原因。

什么是热式流量计?
热式流量计有多种名称,例如热式流量计、热质量流量计、量热式流量计和热扩散式流量计,但它们都基于相同的基本原理运行。无论名称如何,它们都指的是一种利用热量扩散原理测量流量的设备。
热质量流量计是一种直接测量气体或液体质量流量的仪器,它利用热量扩散原理进行测量。它无需外部温度或压力补偿即可提供准确可靠的读数。
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热式质量流量计工作原理
理解热式质量流量计的工作原理,关键在于掌握热量扩散的概念,或者更专业的说法是热扩散原理。
热式气体质量流量计基于热扩散原理设计。该仪器采用恒温差法精确测量气体流量,具有体积小、数字化程度高、安装方便、测量精度高等优点。
热式气体质量流量计的传感器部分由两个参考级铂电阻温度传感器组成。仪器工作时,一个传感器持续测量介质温度 T1。另一个传感器自身加热到高于介质温度 T2,用于感应流体流速,称为速度传感器。
温度差 ΔT = T2 – T1,T2 > T1。当流体流过传感器时,由于气体分子与传感器碰撞并带走热量,T2 的温度会下降。为了保持 ΔT 恒定,必须增加 T2 的供电电流。气体流速越快,带走的热量越多。气体流量与增加的热量之间存在固定的函数关系,这就是恒温差原理。

温差越大,气体流量越高,反之亦然。通过持续测量这个温差,热式质量流量计可以实时显示气体流量。
本质上,这些流量计将简单的热量扩散原理转化为一种可靠的气体流量测量方法,体现了精度和技术上的卓越。
相对于其他类型的流量计,热式质量流量计的优势
直接质量测量:热式质量流量计在提供气体真实质量流量读数方面表现出色。与其他先测量体积再转换为质量的流量计不同,这些设备直接测量质量流量。这意味着无需单独进行温度和压力补偿,从而确保气体流量测量的便捷性和准确性。
测量范围广:这些流量计功能多样,能够测量高达 100 Nm/s 和低至 0.5 Nm/s 的气体流速。如此宽广的测量范围使其特别适用于气体泄漏检测等应用。
坚固耐用:流量计的传感器没有移动部件或压力敏感部件,因此具有良好的抗振性。这种设计确保了即使在振动环境下,也能保持较长的使用寿命和稳定的测量精度。
易于安装和维护:其突出特点之一是,在现场条件允许的情况下,无需停产即可安装和维护这些流量计。此功能可能需要定制。
数字化设计:这些流量计采用全数字电路设计,紧跟数字化时代潮流。这不仅确保了测量精度,还简化了维护工作。
先进的通信功能:凭借 RS-485 或 HART 通信 选项,这些流量计可以无缝集成到自动化工厂中。此外,还可实现远程无线监控,并提供微信小程序集成等选项。
灵活的电源选项:用户可以灵活选择电源,包括 AC220V、DC24V 或 AC220V/DC24V 双电源。
这些特点彰显了热式质量流量计的技术优势和以用户为中心的设计理念,使其成为各种工业应用的理想选择。
热式质量流量计有哪些用途?
热式质量流量计凭借其精确稳定的测量性能,已广泛应用于众多行业和领域。它们的价值不仅体现在技术本身,更在于它们能够解决实际问题并提高效率。
质量流量计在各行业的应用:
- 能源与发电:监测和控制发电厂的燃料气体流量,确保最佳燃烧效率和能源利用率。
- 化工与石化:从化学反应到气体输送,准确测量气体流量在这些行业至关重要。
- 制药:确保各种药物生产过程中气体流量的准确性,保障产品质量和安全。
- 食品饮料:无论是软饮料中的碳酸化过程,还是包装食品中的保护性气体,气体流量控制都至关重要。
- 环境监测:在监测温室气体排放或管理污水处理厂方面,热式质量流量计不可或缺。
基于我们多年在气体测量服务领域的经验,我们总结并整理了适用于热式质量流量计的介质,供您参考:
热式质量流量计常测量的气体:
- 氧气 (O2)
- 氮气 (N2)
- 二氧化碳 (CO2)
- 氢气 (H2)
- 氯气
- 氩气 (Ar)
- 氦气 (He)
- 天然气
- 液化气
- 燃气
- 压缩空气
- 多组分气体测量
- 沼气
- 甲烷 (CH4)
- 水处理中的曝气和氯气测量
- 各种气体
- 啤酒生产过程中的二氧化碳气体流量测量
- 半导体芯片制造过程中的气体流量测量
- 溶剂回收系统中的气体流量测量
- 制冷设备
- 高炉煤气
- 焦炉煤气
- 烟道气
- 气体处理过程中的空气
- 煅烧炉烟气
- 燃煤锅炉燃烧气体测量
- 熏肉烟气流量(速度)测量 (CEMS)
- 一次风、二次风
- 矿井通风或排气系统流量
- 供暖、通风和空调系统中的气体流量(速度)测量
- 等等……(欢迎补充)
如果您不确定您的测量条件是否适合使用热式质量流量计,请随时联系我们Sino-Inst 的技术工程师!
热式质量流量计安装指南
安装位置和管道要求
① 安装仪表时,应使其远离弯头、障碍物、变径管和阀门,以确保稳定的流场。一侧需要较长的上游直管段。前直管段长度大于10D,后直管段长度大于5D。
下图显示了现场常见几种情况下所需的直管段长度。

② 当现场无法满足直管段要求时,可串联气体整流器,以显著降低对直管段长度的要求。
插入式流量计(带球阀)的安装

① 在管道上开一个20~22mm的孔,然后将底座焊接到管道的孔上。
② 打开球阀后,将球阀的一端拧到焊接到管道底座上的外螺纹上(检查密封以防泄漏),插入探杆并拧紧锁紧头(注意流向)。
③ 插入探杆时,请注意插入深度:插入深度 = A-B(管道内径的1/4~1/2)。
④ 如果介质含有水分、油污或杂质,请参考下图进行安装(位于管道下方45度角)。


管道式流量计的安装
管道式流量计的用户无需选择插入深度,只需在流量范围表中选择与管道直径对应的流量即可。安装时,只需将流量计的法兰(螺纹或卡箍)连接到管道上并固定即可。

选型指南
基于我们 Sino-Inst 多年的经验,我们建议您在选择热式质量流量计时考虑以下测量参数:
- 安装方式:例如管道安装、插入式安装、螺纹连接安装、法兰连接安装等。
- 管道直径(方管或圆管)
- 被测介质的工况
- 传感器材质要求
- 管道内的压力和温度
- 所需的信号输出类型
- 电源要求:通常为24VDC或22VAC
- 防爆要求等。
常见问题
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热式质量流量计凭借其精度高、耐用性强、适用范围广等优势,已成为气体流量测量领域的佼佼者。但现代测量工具的应用范围远不止于此。技术进步也为其他领域的专用仪器发展铺平了道路。对于石油行业的从业人员来说,了解原油流量测量至关重要。同样,在各种应用中,确保液位测量和温度测量的准确性也至关重要,这关系到安全、效率和产品质量。
在Sino-Inst,我们的服务不仅仅局限于提供产品。凭借丰富的经验,我们已成为仪器仪表领域的领先制造商和供应商。无论您是需要标准仪器还是寻求根据自身独特需求量身定制的解决方案,我们的团队都将竭诚为您服务。
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吴鹏出生于1980年,是一位备受尊敬且成就卓著的男性工程师,在自动化领域拥有丰富的经验。凭借20多年的行业经验,吴鹏在学术和工程领域都做出了卓越的贡献。
在其职业生涯中,吴鹏参与了许多国内外工程项目。他最著名的项目包括炼油厂智能控制系统的开发、石化厂尖端分布式控制系统的设计以及天然气管道控制算法的优化。
