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热式质量流量计的基本原理

       流体的体积是流体温度和压力的函数,是一个因变量,而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述,常用的流量计中,如孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求,通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后,通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法,中间环节多,质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展,相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置,从而推动了流量测量技术的进步。

       热式质量流量计的基本原理是利用外部热源对管道内的被测流体加热,热能随流体一起流动,通过测量因流体流动而造成的热量(温度)变化来反映出流体的质量流量。
当流体成分确定时,流体的定压比热为已知常数。因此由上式可知,若保持加热功率恒定,则测出温差便可求出质量流量;若采用恒定温差法,即保持两点温差不变,则通过测量加热的功率也可以求出质量流量。由于恒定温差法较为简单、易实现,所以实际应用较多。这种流量计多用于较大气体流量的测量。
为避免测温和加热元件因与被测流体直接接触而被流体玷污和腐蚀,可采用非接触式测量方法,即将加热器和测温元件安装在薄壁管外部,而流体由薄壁管内部通过。非接触式测量方法,适用于小口径管道的微小流量测量。当用于大流量测量时,可采用分流的方法,即仅测量分流部分流量,再求得总流量,以扩大量程范围。

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