流量控制器基本原理

通過測量氣體流經(jīng)流量器內(nèi)加熱元件時的冷卻效應(yīng)來計量氣體流量的。質(zhì)量流量控制器原理質(zhì)量流量控制器是利用熱傳導(dǎo)原理測量流體流量的儀表,質(zhì)量流量控制器采用恒溫差法對氣體質(zhì)量流量進行準(zhǔn)確測量。氣體通過的測量段內(nèi)有兩個熱阻元件，其中一個作為溫度檢測，另一個作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測氣體溫度，加熱器則通過改變電流來保持其溫度與被測氣體的溫度之間有一個恒定的溫度差。當(dāng)氣體流速增加，冷卻效應(yīng)越大，使須保持熱電阻間恒溫的電流也越大。此熱傳遞正比于氣體質(zhì)量流量，即供給電流與氣體質(zhì)量流量有一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系來反映氣體的流量。

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流量控制器優(yōu)點

熱式質(zhì)量流量器可測量低流速(氣體0.02~2m/s)微小流量;浸入式熱式質(zhì)量流量計可測量低~中偏高流速(氣體2~60m/s)，插入式熱式質(zhì)量流量計更適合于大管徑。

熱式質(zhì)量流量計無活動部件，無分流管的熱分布式儀表無阻流件，壓力損失很小;帶分流管的熱分布式儀表和浸入性儀表，雖在測量管道中置有阻流件，但壓力損失也不大。

熱式質(zhì)量流量計使用性能相對可靠。與推導(dǎo)式質(zhì)量流量儀表相比，不需溫度傳感器，壓力傳感器和計算單元等，僅有流量傳感器，組成簡單，出現(xiàn)故障概率小。

熱分布式儀表用于H2 、N2 、O2、CO 、NO等接近理想氣體的雙原子氣體，不必用這些氣體專門標(biāo)定，直接就用空氣標(biāo)定的儀表，實驗證明差別僅2%左右;用于Ar、He等單原子氣體則乘系數(shù)1.4即可;用于其他氣體可用比熱容換算，但偏差可能稍大些。

氣體的比熱容會隨著壓力溫度而變，但在所使用的溫度壓力附近不大的變化可視為常數(shù)。

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質(zhì)量流量計如何工作的

熱式氣體質(zhì)量流量計件由兩個插入流體管道中的圓柱形探頭構(gòu)成。被加熱探頭里面含有一個加熱器，在靠近壁面附近布置一個溫差熱電偶并用導(dǎo)熱系數(shù)與密度之比較大的石墨填充。，我們認(rèn)為如果用戶要將流量控制在期望的設(shè)定值，那么其穩(wěn)定容許范圍也必須落在設(shè)備精度范圍內(nèi)。探頭內(nèi)布置一個熱電偶并用石墨填充。為更好的進行動態(tài)測量，所用熱電偶均采用直徑為0.1mmK型的NiCr-NiSi.。系統(tǒng)熱平衡分析當(dāng)流量傳感器被置于流體管道中，在流態(tài)穩(wěn)定時，探頭與周圍介質(zhì)處于近似的熱平衡狀態(tài)，這時流體、探頭、測量桿和管道組成一個傳熱系統(tǒng)，此時的系統(tǒng)熱平衡方程為：傳感器世界2007.9.靜態(tài)變化函數(shù)曲線氣流方向閥門待標(biāo)定流量計。標(biāo)定方案示意圖。標(biāo)定曲線利用傳熱學(xué)理論，結(jié)合熱式流量計應(yīng)用的工況場合，對于實際的熱交換過程有： 1、熱探頭與流體間的對流換熱對流換熱a包括受迫對流換熱和自然對流換熱。假設(shè)流管橫置，熱探頭壁面與流體溫差為60*C，則當(dāng)流體流速大于1m/s時，G/e2<0.1，此時自然對流換熱與由于流體運動所導(dǎo)致的受迫對流換熱相比十分微弱。實際測量中G/2<<1，可以忽略自然對流換熱的影響。 2、熱探頭向測量桿構(gòu)架的導(dǎo)熱02隨著構(gòu)架材料導(dǎo)熱系數(shù)的不同，02差別很大。在探頭設(shè)計中，盡可能采用導(dǎo)熱系數(shù)小的材料制造構(gòu)架并采用絕熱、絕緣硅膠對探頭密封以減少導(dǎo)熱量。導(dǎo)熱量02計算公式如下：，dt A一桿構(gòu)架的橫截面積；A―桿構(gòu)架導(dǎo)熱系數(shù)。 3、熱式氣體質(zhì)量流量計熱探頭向周圍的輻射換熱03熱探頭表面溫度為，它要向氣流和另一個探頭進行輻射換熱。將探頭表面磨光或鍍上一層發(fā)射率小的金屬并使其溫度保持在100*C之內(nèi)，以減小輻射換熱。根據(jù)輻射換熱公式：一斯特藩一波爾茲曼常數(shù)；4一探頭外表面面積；一熱探頭溫度；T：來流溫度。

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