热功耗式质量流量计的原理

热功耗式质量流量计的原理
    热功耗式气体质量流量计是利用传热即传质原理，即流动中的流体与热源之间热量交换关系来测量流量的仪表。
    流动气体中的热扩散与这种气体的热吸收有紧密关系，而流动气体的热吸收正比于它的质量流量。
热功耗式质量流量计的方程及证明：有源探头单位面积相对于流体每升高1℃消耗的电功率P等于：

    由上式可知，只需测量有源探头的电功率增量Q(当式中其他量给定时)，即可测知管内的质量流量。
热功耗式气体质量流量计一般采用铂金丝作有源探头(50Ω)和测温探头(500Ω)，随着温度增高其电阻变化如下：


    上述两个探头并列紧邻置入测量管道中。探头的引出端连接到图10-16所示电路中。其中，RFU阻值比RTU小一个数量级，这使Ra有足够的加热功率使其温度维持在比RT高△T(℃)。△T的值由探头量程决定，在电路中依靠选用适当限值的R△T来实现选定的△T。
    应当注意，式(10-23)所示的是qm>0时有源探头电功率的增量。当qm=0时，有源探头为维持温度比Rr高△T，也需电功率输入，其值与管内气体的热导率有关，与气体的温度无关。因此，这个电桥存在一个桥电压值，在这电压时，桥电压VB不随流体(在静止状态下的)温度变化而改变。在电路中，调节RTU可找到这个电压值[记为VB(0)]。
    以VB(0)值为参考点，当流量流动时的桥电压变为VB(v1)，其差位VB(vf)-VB(0)表征了有源探头消耗的电功率的增量。因此，实际电路中将这个差值作为质最流量的模拟输出信号，它与质量流量的关系是非线性的，需通过转换电路变换为与质量流量成正比的标准输出信号(0~5V或4~2OmA)。
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