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热式气体质量流量计的特点和应用

[气体质量]

热式气体质量流量计,是基于热分布原理来检测流体流量的,即利用流动气体与气体内热源或测量管外热源之间热量交换的关系来测量流量。

很久以前就产生了这种利用气体加热(或气体温度)检测温度变化来测量气体的质量流量的方法,早期的热式气体流量计直接将加热元件或测量温度的元件放入气体中与气体直接接触,是一种接触式流量计,托马斯流量计是这种接触式流量计的典型代表。

到20世纪70年代,基于测量流体温度变化及分布的热分布式质量流量计所呈现出来的独特优点得到了广泛认可,在国内外得到了较快发展。

这种热分布式流量计主要用于测量微小气体流量,热分布式流量计以前常称为热式流量计。在接触式流量计的基础上,又提出了一种浸入式质量流量计。

它的理论基础是基于热消散(冷却)效应定律,浸入式质量流量计出现后得到了很快发展,可以用于较大管径的气体质量流量测量。 

一般热式质量流量计用来测量气体的质量流量,具有可测范围大、压损低、精度高、复现性高和可靠性高,无可动部件,不易损坏以及可用于极低气体流量检测和控制等特点。

热式质量流量计目前是一种主要用来测量气体质量流量的直接式质量流量计,热式质量流量计有两种测量方法,分为接入式和插入式。

接入管道式TMF可测量低流速(002~2m/s)流量;插入式TMF更适合于大管径,可测量中偏高流速(2~60m/s)。

插入式流量计一般带球阀插入式安装,可以随时在线进行探头的插入、回收及清洗等工作。

热式质量流量计使用性能相对可靠,直接测量气体质量流量。

热式质量流量计的特点:

1、广泛适用于各种管道

从小管径到大管径等各种形状管道的测量均可使用, 可测管道的直径可达9000mm。 

2、流速在0.02m/s~480m/s范围内均可测量 

3、适用于单相气体和混合气体的测量 

4、量程比可达到100:1,且在测量范围内保持较高的精度 

5、测量精度和重复性好

热式气体质量流量计是中等度测量仪表,国外设计优良的产品满量程误差为士1%,重复性则在0.2%~0.5%满量程之间 

6、过载防御能力

当实际流量超出流量计测量上限时,对仪表不会造成任何损坏。

7、测温范围和耐压范围很宽

耐压 可达70MPa。无需温度、压力补偿。特别是在大管径、低流速、间歇流量、流量变化范围大、微小流量测量时,具有更大的优越性。

8、耐腐蚀性

与介质接触的部分可由不锈钢、合金、高分子树脂材料等构成,提高了耐腐蚀的能力。 

9、结构简单,安装方便

但热式质量流量计一般采用换热原理,由于温度达到稳定时间较长造成响应速度较慢,因此响应时间一般在2~5s,较快者为0.5s。

有的流量计采用取平均值方法,如测量5s内流量值后再取平均值进行显示。

如在易产生液体凝结的管道处安装热式流量计会有液滴或杂物附着在传感器探头上,大大影响测量精度。故需要根据使用环境,选择合适位置安装热式流量计。 

当前,热式质量流量计主要用于气体的测量,在工业控制领域得到了广泛的应用。

主要在以下多个方面应用较多:

1、锅炉、加热炉用氧气、氢气、氮气,天然气等流量测量控制;

2、石油化工、采油、冶金、火炬气流量测量;

3、燃烧炉用空气质量流量测量控制,燃汽轮机氢气流量和控制;

4、食品加工及饮料气体流量和控制;

5、水厂氯气等化学添加剂注入量的测量;

6、生产半导体时高纯度气体流量测量;

7、催化剂、化学添加剂流量测量;

8、泵的保护控制、泵密封、润滑油池泄漏检测;

 9、空调系统气体循环控制;

10、仪表用空气、工艺空气、氮气等质量流量测量。





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