正確認識熱式氣體質(zhì)量流量計優(yōu)異性能

一個(gè)好品質(zhì)的熱式流量計產(chǎn)品必須具備兩個(gè)最主要的特點(diǎn)：好的探頭制造工藝和完整的實(shí)流標定裝置。我們分別來(lái)分析這兩大特點(diǎn)：

a.探頭制造工藝:前面我們談了熱式流量計的原理，我們從原理上可以看出探頭是整個(gè)熱式氣體質(zhì)量流量計的核心，它的性能優(yōu)劣可以決定流量計的測量精度、重復性、使用壽命、低流速特性。探頭是由鉑金電阻絲、護套不銹鋼組成。鉑金電熱絲導電，護套不銹鋼也導電，這就要求他們之間的填隙物必須要導熱性能非常好，但是又不能導電。這個(gè)就引出了所有熱式流量計的核心——加熱探針的填隙材料及封裝工藝：填隙層越厚，雖然絕緣性好了，但是導熱的性能就差，且溫度的靈敏性也差，同時(shí)響應滯后。填隙物如果是有機物，容易老化導致填料出現裂縫，流量計就表現為零點(diǎn)漂移。填隙物內如果有微小的空氣，由于此探針一直處于加熱狀態(tài)，微小的空氣膨脹，引起零點(diǎn)波動(dòng)。

傳統的熱式質(zhì)量流量計加熱的速度傳感器封裝于不銹鋼管探針端部，并在傳感器和不銹鋼管內壁之間灌注混合物。該混合物必須電絕緣的同時(shí)又保證較小的熱阻，一般為環(huán)氧樹(shù)脂、陶制水泥、耐熱膏脂或者氧化鋁粉、氧化鎂粉等。這些采用如上填料的“濕”傳感器存在一些缺陷：比如它的表面熱阻會(huì )隨使用時(shí)間的加長(cháng)不斷增加， 使得輸出曲線(xiàn)呈下降趨勢，導致傳感器靈敏度降低，最終影響了測量精度?！皾瘛眰鞲衅鞯奶畛湮镉捎谂c速度傳感器的熱膨脹系數不同，隨著(zhù)使用時(shí)間的加長(cháng)會(huì )產(chǎn)生老化、龜裂等現象，最終會(huì )導致傳感器的測量精度超差，且難以維持長(cháng)期精度。這樣的封裝和填料，短時(shí)間看不出區別，但是半年一年后就可以發(fā)現重復性變差、零飄等問(wèn)題。右邊是美國SIERRA的熱式流量計探頭解刨圖，斯亞樂(lè )的速度傳感器是目前全球唯一的一種真正的“干”的傳感器。它獨特的封裝工藝使得速度傳感器與不銹鋼內壁之間完美填充，且不使用有機物作為填料，而是鉑銥無(wú)機物。斯亞樂(lè )熱式流量計產(chǎn)品的靈敏度、重復性都達到最優(yōu)化，在任何時(shí)候速度傳感器內填料都不會(huì )有裂縫產(chǎn)生，也不會(huì )有因龜裂而出現漂移的問(wèn)題，最終極大地提升了測量精度，極好地維持了長(cháng)期精度。 SIERRA在熱式的最核心部件上采用獨特的納米級絕緣性能的無(wú)機物填充，再通過(guò)高壓成型，使得納米級的填料更加致密，確保十年不會(huì )有零漂。兩種不同的封裝技術(shù)也成就了不一樣品質(zhì)的產(chǎn)品。

b.實(shí)流標定技術(shù)：首先我們談一下熱式氣體質(zhì)量流量計實(shí)流標定的重要性。前面我們說(shuō)過(guò)了熱式的測量原理，通過(guò)原理知道熱式氣體質(zhì)量流量計測量與被測氣體介質(zhì)的熱導性能有很大的關(guān)系，每一種氣體介質(zhì)的比熱容在不同溫度和壓力的數值是不一樣的。如果單純依靠常壓或者負壓空氣標定，然后修正的方式來(lái)得到高性能的流量計，這個(gè)還是不科學(xué)的。而且實(shí)事證明沒(méi)有實(shí)流標定的流量計測量非空氣介質(zhì)，數據偏差很大。目前市場(chǎng)上熱式氣體質(zhì)量流量計大都采用開(kāi)路的負壓空氣標定，然后修正到高壓力工況，或者修正到其他氣體，比如氬氣、二氧化碳、氧氣、氫氣、氨氣等等。修正標定必然導致測量精度不能保證，低壓標定后的表應用在高壓工況，空氣介質(zhì)標定后的表應用在其他氣體介質(zhì)，測量精度無(wú)法保證。