热式质量流量计应用案例
热式流量仪表除了本章主要讨论输出连续量的TMF外,还有另一分支—热式流量开关。流量开关也有称作流动替续器(flow relay)。它主要在流量超过上限(或下限)时,发出两位控制信号,有些流量开关的流量上、下限值还可由用户自行设定。流量开关主要用于空调、通风、水/风冷却、润滑油等系统的保护监控。
当前TMF主要应用于测量气体,只有很小部分应用于侧量微小液体流量。
1.热分布式气体TMF
本类仪表适用于测量小流量微小口径的清洁气体,应用于精细制造工艺和微小流量采样控制等。
(1)半导体工业应用 半导体工业曾是TMF主要服务对象。TMF是应承半导体业需求的推动而得到蓬勃发展,应用于扩散、氧化、外延、等离子刻蚀、溅射等工艺设备中,测量和控制超净气体或腐蚀/有害气体流量,如氢、氨、氟化氢、三氟化氮、氧化氮、砷化三氢、磷化氢等。1995年世界范围内半导业仍购置了三千余万美元的TMF,约占热式流量仪表市场的1/3。
(2)分析仪器采样气体测量 气体色谱仪和环境保护等分析仪器气体取样量或大气采集量所用的配套用流量仪表,原常用浮子流量计,现在凡要求较高者渐被气体TMF所代替,其应用非常普遍。
(3)机械构件密封性测试和尺寸精密测量 例如测量阀门等机械构件气密性指标中的气
体泄漏量,测量小孔尺寸和过滤材料透气性测试等.
(4)化工、石油等流程工业微型试验装置中微小气体流量的测量和控制
(5)其他应用 光导纤维制造;电厂氢冷发电机氢气补给量测量;燃烧喷嘴天然气流量测量与控制;热处理炉保护气或渗碳气充气量;医学保健氧气或麻醉剂气流量控制等。
2.热消散效应侵入式(或插入式)气体流量计
该类仪表应用于较大管径,除测量洁净气体外还可测量存在一些尘粒的粗放气体,如烟道气等。
(1)取暖通风空调(HVAC)业 在国外HVAC业也是热式气体流量计的主要服务对象,包括有无流通的监控(流量开关)和通风量的测量控制(流量计)。1995年在世界范围内HVAC业采购热式流量仪表超过其市场总额的1/4。但在国内这方面应用似乎尚不普遍。
(2)公用事业给水和污水治理 应用于给水工业的原水水处理杀菌净化过程中氯气、臭氧和氨气等流量测量和控制;污水治理;曝气净化过程中空气和处理过程中产生气体的测量控制。
(3)能源工业 应用于测量天然气、锅炉通风鼓风空气、储罐管线排气等。在煤粉/空气配比过程中,测量和控制空气流量。
(4)气体连续排放监控(CEM) 环境保护要求控制锅炉燃烧烟道气中SO
2和NO
x的排放总量,由流量仪表和分析仪器等组成CEM (continous emission monitoring)系统进行测量。虽然美国环境保护局曾在1991年认为可选择三种流量仪表:差压方式(均速管)、超声式和热式,但考察当前市场供应状况,似乎热式流量计在烟道气应用上渐成主导品种。
(5)其他工业应用 如水泥业竖式磨粉排放热气、燃料电池工厂各种气体等。
3.微小液体流量测量
微小液体热式流量计应用于化学、石油化工、医药食品等流程工业实验性装置。例如,药液系统中定流量配比控制、液化气注入过程中流量测量和控制。测量高压丙烷、丁烷、液氨、CO
2等液态气体。由于测量原理上液体加热温升不高,或是对液体冷却,因此十分适合测量液化气体和易汽化液体。
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