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熱式氣體質量流量計的選型及工作原理

時間:2013/8/13閱讀:3803
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  熱式氣體質量流量計的選型一、量程選擇和通徑選擇;1.查表法:表一:空氣質量流量范圍選擇表。表二:四種常用氣體的標定流量范圍選擇表。表三:通用氣體流量上限值。為了檢定和使用方便,儀表出廠時對量程進行規范和檢查。量程上限值,將在標牌和檢定證書中體現。2.量程上下限的確定:(一)下限的確定:因為熱式氣體質量流量計下限能測量極低的流速,如0.05m/s,所以在選型中,不必考慮下限。(二)上限的確定:一般選擇高一些為好,應有20%以上余量。因為實際流量容易估算錯誤u(三)混合氣體量程:對于混合氣體,用戶應給出標方和混合氣體的摩爾比值,然后由廠家確定量程。一般用空氣或氮氣標定,然后乘以一個轉換系數。(四)防爆產品上限:zui大流速小于34m/s。
  
  二、安裝方式選擇:管道式安裝和插入式安裝;1.在煤氣行業,當管道內徑<Φ250時,一般都采用管道式安裝。1.在直徑小于Φ250管道內,一般采用累計流量標定,結構上常用管道式。3.當口徑大于Φ250時,采用瞬時流量標定法,即采用風洞進行標定,所以都是插入式結構。4、如果現場管道已安裝好,又沒有安裝法蘭,就只能是插入式結構。對Φ250以內口徑產品仍然可用累計流量方式標定,Φ250以上口徑是瞬時流量標定方法。5、根據操作者個人習慣,希望檢修和安裝方便而采用插入式結構。插入式結構范圍可擴充到Φ15---Φ2000mm。
  
  三、結構類型選擇:*種為一體化結構,即傳感器,變送器,顯示部分為一體,供電為220VAC或24VDC。顯示部分相當于一臺流量積算儀,顯示瞬時流量和累計流量,設置報警點和輸出線性4--20mA信號。第二種為分體式結構,即傳感器、變送器和顯示部分分離,顯示部分為一臺獨立的智能流量積算儀,顯示瞬時流量和累計流量,設置報警點和輸出4--20mA信號。兩部分通過三根線聯結,變送器為三線制。第三種為鎧裝型。即傳感器為鎧裝,直徑10以內,根據管道尺寸,因插深不同可選Φ10、Φ8、Φ6傳感器外徑、固定方式為帶3/8球閥和卡套密封結構。變送器和傳感器分離,并且用1m電纜相連,變送器獨立安裝在管道旁。第三種結構為特殊訂貨,在選型表中沒有此項。
  
  四、儀表輸出類型選擇:1.線性輸出;2.量程的某一段在線性輸出;3小信號切除;4.輸出濾波;5通訊接口。
  
  五、計量單位及流量換算表:一般選擇質量流量單位,即kg/h。選擇標方單位即Nm³/h。為了比較,需要把工況體積單位m³/h換算成Nm³/h。當流量很大時,選擇t/h或Nm³/h。當流量很小時,選擇標準毫升/分即ml/min。符號SCCM。選擇標準升/分即L/min,符號SLM。標準立方米符號SM³/min。
  
  六、傳感器材料的選擇:大多數供貨采用1Cr18Ni9Ti,如有特殊要求,請在定貨時和廠家協商。
  
  七、特種熱式氣體質量流量計供貨范圍(軍用、科研、配套):(1)高頻(快速反應)傳感器;(2)防塵傳感器;(3)流場測量用探針;(4)設備配套型號。
  
  熱式氣體質量流量計工作原理:是利用熱傳導原理測量氣體質量流量的儀表。熱式氣體質量流量計的傳感器由兩個基準級熱電阻(鉑RTD)組成。一個是質量速度傳感器T1,一個是測量氣體溫度變化的溫度傳感器T2。當這兩個RTD置于被測氣體中時,其中傳感器T1被加熱到氣體溫度以上的一個恒定的溫差△T,另一個傳感器T2用于感應被測氣體溫度。當氣體流過,電子單元感應△T的減少并且增加能量以維持恒溫差△T當氣體流量減少,電子單元減少對加熱探頭的能量供應。對加熱探頭的總能量供應正比于氣體質量流量,微處理器輸出線性信號隨著氣體質量流速的增加,氣流帶走更多熱量,傳感器T1的溫度下降,要維持T1、T2恒定的溫度差,T1的加熱功率就要增大。此熱傳遞正比于氣體質量流速(密度*流速)。根據熱效應的金氏定律,加熱功率P、溫度差△T(T1-T2)與質量流量Q有確定的數學關系式。
  
  P/△T=K1+K2f(Q)K3
  
  K1、K2、K3是與氣體物理性質有關的常數

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