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熱式質量流量計在大口徑通風管道流量測量中的應用
閱讀：195 發布時間：2024-3-29熱式質量流量計在大口徑通風管道流量測量中的應用：
當前大口徑通風管道的流量測量主要是從能效、儀表安裝及維護等方面進行充分考慮，保證測量能夠滿足廠房運行要求。按結構，應用最為廣泛的是插入式流量儀表和非接觸流量儀表，該類儀表可以最DA程度減小管道壓力損失、節省資源，方便后期設備維護。筆者主要探討熱式質量流量計在大口徑通風管道流量測量中的應用，內容主要在儀表結構與原理分析、儀表技術發展及通風流量應用分析等方面。
1、熱式質量流量計結構與原理分析
熱式質量流量計（Thermal Mass Flow，TMF）是一種基于熱傳遞原理實現管道流量測量的儀表，其理論基礎源于金氏定律，目前應用最 GUANG泛的是恒功率法和恒溫差法兩類儀表。金氏定律的工作原理是將兩個溫度傳感器置于管道流體中，其中一個傳感器用于檢測流體溫度T1，另一個傳感器經一定功率的電加熱，使其溫度T2高于T1，隨著管道流體流動不斷帶走熱量，溫度T2降低，即可根據溫差求出管道的流量。
2、技術發展及通風流量應用分析
20世紀初，美國人托馬斯設計了一種用于氣體介質的插入式流量測量儀表，非常適用于大流量的測量，這種流量計直接將加熱線圈和測溫電阻接觸被測氣體，因而不可避免地帶來腐蝕、磨損及防爆等一系列問題。到了20世紀50年代，開發出克服了托馬斯流量計缺陷的邊界層流量計，但流量測量結果容易受流體物性參數（如熱導率等）的影響。隨著科學技術的進步和發展，對工業生產所用的大口徑氣體流量的檢測需求越來越迫切。1992年，庫爾茲改進設計了一種新結構的熱式質量流量計，一經問世便得到了迅速的發展，現在已經廣泛應用于各領域的大口徑氣體管路流量測量，尤其是在通風管道領域應用更為廣泛。
我國對熱式質量流量計的研究主要在2000年以后，礦冶研究院、中國科學院及華中科技大學等科研機構與高校都在進行熱式氣體質量流量計的研究，并取得了一定的成果，經過近20年的研究和發展，國內的熱式質量儀表的技術研究也有了快速的發展。國內熱式質量流量計的市場應用中，國外產品占有率仍然較高，目前國內只有為數不多的一些廠商在進行生產。
熱式質量流量計應用的最大特點是精度高、量程比大、結構簡單、壓損小、便于安裝維護、故障率低、準確性和重復性好，不受溫度和壓力影響，但儀表檢測的響應速度相對較慢。在大口徑通風管道中應用時，所測結果會受流場不規則流速分布的影響，需要對儀表檢測方案進行調整，如采用多點熱式儀表、增加檢測儀表數量等，以提高這類儀表在大口徑通風管道不規則流場應用的檢測精度。當前國內外在熱式質量流量計領域的研究方向主要集中在以下方面：
a.改進熱式質量流量計的傳感器結構，達到提升測量精度并增強環境適應度的目的；
b.研究信號的處理方法，如采取補償算法或者使用不同器件處理輸出信號；
c.改進開發多點熱式質量流量計，以更加適應大口徑管道氣體流量的測量。
FC550思帕奇熱式氣體質量流量計產品特點及技術參數介紹：
產品特點：
1、采用穩定性JI高的技術鉑RTD傳感器
2、采用享有專有技術"平衡結構封裝",介質溫度自補償
3、專有算法,可實現高線性、高重復性、高精度
4、量程比寬1000:1,可據用戶要求可拓展
5、可實現大管徑小流量測量，小流量可測低至零,分辨率0.001m/s
6、無可動部件、振動影響可忽略
7、直管段要求不高1-2D
8、與介質的溫度、壓力無關
9、專有高溫算法，介質溫度可達+510℃，
10、采用高濕算法，實現高精度測量
11、對流量信號鍵入12點動態修正，內置10點修正
12、在線動態校正電流/電壓輸出
13、對粉塵等小顆粒不敏感
14、在線不斷流裝卸，維護方便
技術參數：
◆測量范圍：0-120Nm/s（20℃，101.33KPa）
◆準確度：±1%的讀數 ±0.5%滿量程
◆量程比：通常100：1（取決于標定流量范圍）
◆管徑范圍：10mm-3000mm
◆應用范圍：適合各類單一或混合氣體。含塵、含沙、含濕氣、各種腐蝕氣體
◆環境溫度范圍：-40℃~+85℃（無顯示）；-30℃~+70℃（有顯示）；濕度小于90RH
◆介質溫度范圍：-40℃~+100℃；-40℃~+200℃；-40℃~+350℃
◆傳感器直徑：3、2.5
◆插入式傳感器勘探直徑：19（標準）、16、12
◆傳感器材質：304、316不銹鋼、哈氏合金、鈦
◆探桿材質（保護套）：304、316不銹鋼、哈氏合金
◆雙向測量介質流量
◆模擬量輸出：流量：4-20mADC,溫度：4-20mADC，負載1000
◆累計脈沖輸出
◆鍵入12段非線性修正，內置10段非線性修復
◆通訊：串口輸出RS232/RS485
◆供電電源：24VDC/600mA；220VAC/13W；110VAC/15W
◆報警：1-2路繼電器輸出、5A/220V、5A/30VDC、鍵入設定
◆大屏幕LCD顯示：七位瞬時流量，八位累計流量
◆過程壓力：1.6MPa
◆安裝工藝形式：插入式（卡套、卡套+球閥、法蘭連接），管道式（法蘭、螺紋連接）
◆防爆等級Exd II CT6
◆防護等級：IP65
