兩種熱式質(zhì)量流量計工作原理比較

隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，對流量測量的準確度和范圍的要求越來(lái)越高，流量測量技術(shù)日新月異。為了適應各種用途，各種類(lèi)型的流量計相繼問(wèn)世。目前已投入使用的流量計已超過(guò)100種，而熱式氣體質(zhì)量流量計就是這其中應用比較廣泛的一種。熱式質(zhì)量流量計可分為：恒溫差法（功率消耗測量法）流量計和恒功率法（溫度測量法）流量計。從熱式質(zhì)量流量計的發(fā)展歷史來(lái)看，恒溫差式流量計更先應用于實(shí)際工業(yè)的介質(zhì)測量，這是因為恒溫差式實(shí)現起來(lái)比恒功率式更加容易，但是隨著(zhù)生產(chǎn)要求的不斷提高，恒溫差式流量計已經(jīng)很難滿(mǎn)足一些特殊生產(chǎn)的需要，這就使恒功率式流量計成為研究方向。
1 恒溫差法

原理：恒溫差法（功率消耗測量法）是加熱元件的溫度高于氣體的溫度，氣體流過(guò)時(shí)帶走一部分熱量，保持加熱元件和被測氣體溫度差恒定在一定的溫差，控制和測量熱源提供的功率，功率消耗隨流量的增加而增加，由功率的消耗反映氣體流量。

在測量管路中加入兩只金屬鉑電阻，一個(gè)鉑電阻加入較小的電流（電流在4mA以下，不會(huì )引起電阻發(fā)熱），用于測量被測流體溫度，稱(chēng)為測溫電阻。另一個(gè)鉑電阻通入較大電流（電流一般在50mA以上），用于測量被測流體的速度，稱(chēng)為測速電阻。根據熱擴散原理，加熱物體被流體帶走的熱量與加熱物體與流體的溫差、流體的流速以及流體的性質(zhì)有關(guān)。工作時(shí)測溫電阻不斷檢測介質(zhì)溫度，測速電阻自加熱到一個(gè)高于流體的恒定溫度，流體流動(dòng)時(shí)，由于散熱測速電阻表面溫度降低，測速電阻阻值發(fā)生變化，惠斯通電橋不平衡。通過(guò)由惠斯通電橋組成的反饋電路把溫差反饋到處理器來(lái)增大加熱器的電流（也可以是電壓）來(lái)保持其溫差為恒定。
2 恒功率法

恒功率法（溫度測量法）是以恒定功率為鉑熱電阻提供熱量，使其加熱到高于氣體的溫度，流體流動(dòng)帶走鉑熱電阻表面一部分熱量，流量越大，溫度降越大，測量隨流體流量變化的溫度，可以反映氣體流量。有以下兩種實(shí)現方式：

原理：與恒溫差式流量計的結構類(lèi)似，在測量管路中同樣加入兩個(gè)金屬鉑電阻，一個(gè)為用于測量被測流體溫度的測溫電阻，另一個(gè)為用于測量被測流體速度的測速電阻。在加熱器上加上一個(gè)恒定的功率對測速鉑電阻加熱，流體在靜止時(shí)測速鉑電阻和測溫鉑電阻表面溫度差ΔT21=TS2-TS1Z大，隨著(zhù)介質(zhì)的流動(dòng)，兩個(gè)鉑電阻表面溫度差減小。流體的流量越大，兩只鉑電阻的溫差越小。鉑電阻連接在惠斯通電橋中，鉑電阻的溫度不同使鉑電阻的電阻呈現不同阻值，從而使電橋不平衡，通過(guò)檢測電橋的電壓差來(lái)反應流體流量。

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