熱式氣體質量流量計應用場合

工作原理

• 加熱元件：其中一根傳感器被加熱到高于流體溫度的某一恒定溫度（如 T1），另一根傳感器用于測量流體的實際溫度（T2）。

• 流量計算：當氣體流經加熱元件時，會帶走部分熱量，導致加熱元件與流體的溫差（T1-T2）發生變化。氣體流量越大，帶走的熱量越多，溫差越小；反之，流量越小，溫差越大。通過測量溫差變化，并結合熱傳導系數等參數，即可計算出氣體的質量流量。

結構組成

• 傳感器探頭：包含加熱元件和溫度傳感器，是流量測量的核心部件，直接接觸被測氣體。

• 信號處理電路：將傳感器檢測到的溫度信號轉換為電信號，并進行放大、運算和線性化處理，最終輸出流量數據。

• 顯示與輸出單元：實時顯示流量數值，同時提供標準信號輸出（如 4-20mA、RS485 等），便于與控制系統連接。

• 外殼與安裝部件：保護內部元件，提供管道安裝接口（如法蘭式、插入式等）。

特點

優勢

• 直接測量質量流量：無需溫度、壓力補償，不受氣體密度變化影響，測量精度高（通常 ±1%~±2% FS）。

• 適用范圍廣：可測量多種氣體（如空氣、氮氣、氧氣、天然氣等），尤其適合低流速氣體（如 0.1~30m/s）。

• 壓損小：插入式安裝時對管道內流體阻力影響小，適合大管徑管道流量測量。

• 響應速度快：能實時反映流量變化，適用于動態流量監測場景。

• 安裝維護簡便：結構簡單，無需復雜的上下游直管段，可在線安裝和校準。

局限性

• 受氣體成分影響：不同氣體的熱傳導系數不同，若被測氣體成分變化，需重新校準。

• 高溫 / 腐蝕性氣體限制：傳感器探頭材質對高溫、強腐蝕性氣體的適應性有限，需選用特殊材質（如不銹鋼、哈氏合金等）。

• 低流量下限：對于極低流速（如 < 0.1m/s），熱擴散效應不明顯，測量精度可能下降。

應用領域

• 工業生產：

• 化工行業：測量氫氣、氮氣等工藝氣體流量，控制反應原料配比。

• 電力行業：監測鍋爐燃燒用空氣流量，優化燃燒效率。

• 冶金行業：測量氧氣、煤氣流量，用于爐窯溫度控制和能源管理。

• 環境監測：

• 污水處理廠：測量曝氣池中的空氣流量，控制微生物活性。

• 廢氣排放監測：測量煙氣流量，計算污染物排放總量。

• 能源管理：

• 天然氣輸送：測量管道內天然氣流量，用于貿易結算和輸配控制。

• 壓縮空氣系統：監測車間壓縮空氣消耗量，優化能源分配。

• 科研與實驗室：

• 氣體配比實驗、燃燒特性研究等場景中的精確流量控制。

安裝與選型注意事項

安裝要點

• 避開干擾源：遠離高溫設備、強電磁干擾源，避免傳感器探頭溫度受額外影響。

• 管道條件：插入式安裝時，需確保探頭位于管道中心流速均勻處；法蘭式安裝時，上下游需保留一定直管段（通常上游 5D、下游 2D，D 為管徑）。

• 流向與角度：傳感器箭頭方向需與氣體流向一致，水平或垂直管道安裝時需保證探頭插入管道內。

• 防護措施：戶外安裝需加裝防雨罩，腐蝕性氣體環境需選用防腐材質探頭。

選型參考

• 測量介質：根據氣體種類（如腐蝕性、可燃性）選擇探頭材質和防爆等級（如 Ex d/IIC 級）。

• 流量范圍：根據實際工況的最大 / 最小流量，選擇量程匹配的型號（如低流速選插入式，高流速選法蘭式）。

• 精度要求：貿易結算場景需選擇高精度型號（±1% FS），過程控制可適當降低精度要求。

• 輸出接口：根據控制系統需求，選擇 4-20mA、Modbus 等信號輸出方式