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什么是质量流量计,它如何工作?

来源: 编辑: 发布日期:2021-03-04

 什么是质量流量计?

 
       热质量流量计基于加热表面到流动流体的对流热传递来测量气体质量的流量。基本热质量流量计的组件包括两个温度传感器,它们之间有一个电加热器。加热器可以伸入流体流中,也可以位于管道外部。
 
       过去,质量流量通常是根据体积流量计和密度计的输出来计算的。密度可以直接测量,也可以使用过程温度和压力变送器的输出来计算。
 
       这些质量流量的测量不是很准确,因为过程压力或温度与密度之间的关系并不总是很精确-每个传感器都会在整体测量误差中加上自己的独立误差,并且这种计算的响应速度通常不大足以检测流量的阶跃变化。
 
质量流量计如何工作?
       质量流量计的运行方式是将已知量的热量引入流中并测量相关的温度变化,或者将探头保持在恒定温度下并测量这样做所需的能量。
 
       如果热流量计在恒定温差模式下运行,则可提供较高的量程比(10:1至100:1)。或者,如果热量输入是恒定的,则检测非常小的温差的能力将受到限制,并且精度和量程比都会下降。在正常流量下,测量误差通常在满量程的1-2%范围内。
 
普通质量流量计的应用
       热质量流量计通常用于监视或控制与质量相关的过程,例如取决于未反应成分的相对质量的化学反应,例如配方,材料平衡确定以及开票和贸易交接操作。由于这些是加工厂中非常关键的流量测量,因此质量流量测量的可靠性和准确性非常重要。
 
       热质量流量计通常用于监视或控制与质量有关的过程,例如取决于未反应成分的相对质量的化学反应。在检测可压缩蒸气和气体的质量流量时,测量不受压力和/或温度变化的影响。热质量流量计的功能之一是精确测量低气体流速或低气体流速(每分钟25英尺以下),远低于任何其他设备所能检测到的水平。
 
       如果热流量计在恒温差模式下运行,则可提供较高的量程比(10:1至100:1)。另一方面,如果热量输入是恒定的,则检测非常小的温差的能力将受到限制,并且精度和量程比都会下降。在正常流量下,测量误差通常在满量程的1-2%范围内。
 
       该传感器可用于高压和高温设计,以及包括玻璃,蒙乃尔合金和PFA在内的特殊材料。流通式设计用于测量纯净物质的小流量(如果是纯净气体,则热容量恒定),而旁通和探头式设计则可以检测管道,火炬烟囱和干燥机中的大流量。
 
质量流量计原理
       热质量流量计非常常用于调节低气流。它们的运行方式是将已知量的热量引入流动的流中并测量相关的温度变化,或者将探头保持在恒定温度下并测量这样做所需的能量。基本热质量流量计的组件包括两个温度传感器和一个位于它们之间的电加热器。加热器可以伸入流体流中,也可以位于管道外部。
 
       维持温度差所需的功率与质量流量成正比。质量流量(m)是根据测得的温度差(T1-T2),仪表系数(k),电热率(q)和流体的比热(Cp)计算得出的。这是公式:
 
M = Kq /(Cp(T1-T2))
质量流量计的局限性是什么?
       气体质量流量计具有很高的量程范围和合理的精度,但是它们也有严重的局限性。潜在的问题包括水分(在饱和气体中)在温度检测器上的凝结。这种冷凝会导致温度计读数降低,并可能导致腐蚀。传感器上的涂层或材料堆积也会抑制热量传递并导致仪表读数偏低。其他潜在的误差源包括由气体成分变化引起的比热变化。
 
       热质量流量计的一些常见气体应用包括大型锅炉中的燃烧空气测量,半导体工艺气体测量,核电厂中的空气采样,化学和石化行业中的工艺气体测量,研发应用,气相色谱法和过滤器和泄漏测试。尽管热线风速计非常适合用于低速的清洁气体,但对于某些液体(包括泥浆)流量应用,也可以考虑使用文氏管流量计。热质量流量计非常适合于非常低流量的高量程测量,但也可用于测量大流量,例如燃烧空气,天然气或压缩空气的分布。
 
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