熱式質(zhì)量流量計原理解析：從傳感器到數(shù)據(jù)分析

熱式質(zhì)量流量計（Thermal Mass Flowmeters，簡稱TMF）的原理解析如下：

一、基本原理

熱式質(zhì)量流量計是利用流體流過外熱源加熱的管道時產(chǎn)生的溫度場變化來測量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體至某一溫度上升值所需的能量與流體質(zhì)量之間的關(guān)系來測量的一種流量儀表。它主要基于熱擴散原理，通過恒溫差法對氣體進行準確測量。

二、傳感器結(jié)構(gòu)

熱式質(zhì)量流量計的傳感器部分通常由兩個基準級鉑電阻溫度傳感器組成：

• 一個傳感器：不間斷地測量介質(zhì)溫度T1。
• 另一個傳感器：自加熱到高于介質(zhì)溫度T2，用于感測流體流速，稱為速度傳感器。該溫度差ΔT=T2-T1（T2>T1）。當有流體流過時，氣體分子碰撞傳感器并帶走T2的熱量，使T2的溫度下降。若要使ΔT保持不變，就需提高T2的供電電流。氣體流動速度越快，帶走的熱量越多，氣體流速和增加的熱量存在固定的函數(shù)關(guān)系，即恒溫差原理。

三、工作原理

熱式質(zhì)量流量計的工作原理可以分為熱分布式和浸入型兩種：

• 熱分布式：測量管外壁繞著加熱器和檢測元件組成的惠斯登電橋，通過恒定熱源供給熱量，并通過熱傳導方式將熱量傳遞給管內(nèi)流體。流體流動時，會改變測量管上的溫度分布，從而通過測量溫度差來計算質(zhì)量流量。
• 浸入型：基于金氏定律，利用熱絲熱散失率表述各參量間關(guān)系。兩溫度傳感器分別置于氣流中兩金屬細管內(nèi)，一個測得氣流溫度T，另一個經(jīng)功率恒定的電熱加熱，其溫度Tv高于氣流溫度。隨著質(zhì)量流速增加，氣流帶走更多熱量，溫度下降，通過測得溫度差ΔT=Tv-T來計算質(zhì)量流量。

四、數(shù)據(jù)分析

通過傳感器測量得到的溫度差或消耗的功率，可以反映出流體的質(zhì)量流量。通常，熱式質(zhì)量流量計可以直接顯示氣體質(zhì)量流量和標準體積流量，不需要溫度和壓力補償。并且，采用RS-485或HART通訊，可以實現(xiàn)工廠自動化、集成化。

綜上所述，熱式質(zhì)量流量計以其高精度、高重復性和高可靠性等特點，在鋼鐵、鍋爐等多個工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應用。如想了解更多流量計相關(guān)信息或者流量計選型，可咨詢艾絲特流量計廠家技術(shù)客服：180 1926 2426（微信同號）獲取幫助。