熱式質量流量計原理

熱式質量流量計原理
熱式質量流量計(Thermal Mass Flowmeters，簡稱TMF)在國內習稱量熱式流量計，是利用流體流過外熱源加熱的管道時產生的溫度場變化來測量流體質量流量，或利用加熱流體時流體溫度上升某一值所需的能量與流體質量之間的關系來測量流體質量流量的一種流量儀表。一般用來測量氣體的質量流量。具有壓損低;流量范圍度大;高精度、高重復性和高可靠性;無可動部件以及可用于極低氣體流量監測和控制等特點. 利用加熱流體的熱量(或溫度)變化測量流體的質量流量已有很長的歷史。早期的TMF直接將加熱線圈和測溫元件放入流體中與流體直接接觸，是一種接觸式流量計，由于不能解決嘴蝕和磨損以及防爆等問題，使它的工業應用受很大的限制。托馬斯流量計是這種流量計的代表，主要用來測量較大流量的氣體質量流量;到20世紀50年代，人們提出了一種與流體不接觸的邊界層流量計，克服了接觸式流量計的缺點，但測量結果易受介質參數(如導熱系數、比熱容、粘度等)的影響，可以用來測量較大的液體流量;到70年代，基于測量流體溫度分布的熱分布型TMF，由于其獨特的優點在國內外得到了很快的發展，用來測量氣體的微小流量，隨著科技的發展，經過對流量計結構上的重新設計，在接觸式流量計的基礎上，人們提出了一種浸人型的TMF，也得到了很快的發展，可以用來測量較大管徑的氣體流量。綜上所述，TMF是一種主要用來測量氣體質量流量的直接式質量流量計。
熱式質量流量計：利用傳熱原理檢測流量的儀表，即利用流動中的流體與熱源（流體中加熱的物體或測量管外加熱體）之間熱量交換關系來測量流量的儀表。過去我國習稱量熱式流量計。
基本原理：通過測量氣體流經流量計內加熱元件時的冷卻效應來計量氣體流量的。氣體通過的測量段內有兩個熱阻元件，其中一個作為溫度檢測，另一個作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測氣體溫度，加熱器則通過改變電流來保持其溫度與被測氣體的溫度之間有一個恒定的溫度差。當氣體流速增加，冷卻效應越大，使須保持熱電阻間恒溫的電流也越大。此熱傳遞正比于氣體質量流量，即供給電流與氣體質量流量有一對應的函數關系來反映氣體的流量。