熱式質(zhì)量流量計(jì)原理解析：從傳感器到數(shù)據(jù)分析

熱式質(zhì)量流量計(jì)（Thermal Mass Flowmeters，簡(jiǎn)稱TMF）的原理解析如下：

一、基本原理

熱式質(zhì)量流量計(jì)是利用流體流過外熱源加熱的管道時(shí)產(chǎn)生的溫度場(chǎng)變化來測(cè)量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體至某一溫度上升值所需的能量與流體質(zhì)量之間的關(guān)系來測(cè)量的一種流量?jī)x表。它主要基于熱擴(kuò)散原理，通過恒溫差法對(duì)氣體進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

二、傳感器結(jié)構(gòu)

熱式質(zhì)量流量計(jì)的傳感器部分通常由兩個(gè)基準(zhǔn)級(jí)鉑電阻溫度傳感器組成：

• 一個(gè)傳感器：不間斷地測(cè)量介質(zhì)溫度T1。
• 另一個(gè)傳感器：自加熱到高于介質(zhì)溫度T2，用于感測(cè)流體流速，稱為速度傳感器。該溫度差ΔT=T2-T1（T2>T1）。當(dāng)有流體流過時(shí)，氣體分子碰撞傳感器并帶走T2的熱量，使T2的溫度下降。若要使ΔT保持不變，就需提高T2的供電電流。氣體流動(dòng)速度越快，帶走的熱量越多，氣體流速和增加的熱量存在固定的函數(shù)關(guān)系，即恒溫差原理。

三、工作原理

熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理可以分為熱分布式和浸入型兩種：

• 熱分布式：測(cè)量管外壁繞著加熱器和檢測(cè)元件組成的惠斯登電橋，通過恒定熱源供給熱量，并通過熱傳導(dǎo)方式將熱量傳遞給管內(nèi)流體。流體流動(dòng)時(shí)，會(huì)改變測(cè)量管上的溫度分布，從而通過測(cè)量溫度差來計(jì)算質(zhì)量流量。
• 浸入型：基于金氏定律，利用熱絲熱散失率表述各參量間關(guān)系。兩溫度傳感器分別置于氣流中兩金屬細(xì)管內(nèi)，一個(gè)測(cè)得氣流溫度T，另一個(gè)經(jīng)功率恒定的電熱加熱，其溫度Tv高于氣流溫度。隨著質(zhì)量流速增加，氣流帶走更多熱量，溫度下降，通過測(cè)得溫度差ΔT=Tv-T來計(jì)算質(zhì)量流量。

四、數(shù)據(jù)分析

通過傳感器測(cè)量得到的溫度差或消耗的功率，可以反映出流體的質(zhì)量流量。通常，熱式質(zhì)量流量計(jì)可以直接顯示氣體質(zhì)量流量和標(biāo)準(zhǔn)體積流量，不需要溫度和壓力補(bǔ)償。并且，采用RS-485或HART通訊，可以實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化、集成化。

綜上所述，熱式質(zhì)量流量計(jì)以其高精度、高重復(fù)性和高可靠性等特點(diǎn)，在鋼鐵、鍋爐等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。如想了解更多流量計(jì)相關(guān)信息或者流量計(jì)選型，可咨詢艾絲特流量計(jì)廠家技術(shù)客服：180 1926 2426（微信同號(hào)）獲取幫助。