热式气体质量流量计-江苏恒大仪表有限公司
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热式气体质量流量计
产品型号：
产品报价：
产品特点：
热式气体质量流量计是利用热传导原理测量流体流量的仪表，该仪表采用恒温差法对气体质量流量进行准确测量。热式气体质量流量计具有体积小，数字化程度高，安装方便，测量准确等优点
HDRSL热式气体质量流量计的详细资料：
&HDRSL系列是利用热传导原理测量流体流量的仪表，该仪表采用恒温差法对气体质量流量进行准确测量。具有体积小，数字化程度高，安装方便，测量准确等优点。
一、产品的技术优势：
1、专有流量数据模型算法；模糊理论控制温度、湿度算法；
2、高性能智能微处理器及模数、数模转换芯片；
3、宽量程比100：1；大口径，低流速，压损可忽略；
4、直接测量质量流量，无须温压补偿；
5、低流速测量非常灵敏；
6、设计、选型方便，安装、使用简便；
7、适合各类单一或混合气体流量测量。
二、产品特点：
1、采用稳定性极高的专利技术铂RTD传感器
2、采用享有专有技术&平衡结构封装&,介质温度自补偿
3、专有算法,可实现高线性、高重复性、高精度
4、量程比宽100:1,可据用户要求可拓展
5、可实现大管径小流量测量，最小流量可测低至零,分辨率0.001m/s
6、无可动部件、振动影响可忽略
7、直管段要求不高1-2D
8、与介质的温度、压力无关
9、专有高温算法，介质温度可达+510℃，
10、采用高湿算法，实现高精度测量
11、对流量信号键入12点动态修正，内置10点修正
12、在线动态校正电流/电压输出
13、对粉尘等小颗粒不敏感
14、在线不断流装卸，维护方便
三、应用场合：
1、公用工程---电p气p 水处理的监控
管道的气体；通用系统；沼气；煤气；天然气；液化气；锅炉预热空气
2、石油与天然气工业
能量交换；填井气回收； 燃气计量；气体质量分析；泄漏气测试；天然气测量；火炬气的监控
3、电力行业
燃料系统中气体分配过程中的气体测量；锅炉及辅助系统中各种气体的测量；燃气炉中气体测量；氢气测量；电厂高炉的一次风、二次风的测量
4、化学行业
烟气循环监测；采样系统中气体流量计量；引风机的气体流量计量；化肥厂氨气测量 ；电池工厂各种气体流量测量
5、冶金行业
钢铁厂加气测量；炼铁厂高炉煤气的测量；焦化厂焦炉煤气的测量；轧钢厂加热炉燃气（高炉煤气、焦化煤气、天然气等）的测量控制；热处理淬火炉等的氢、氧、氮等气体的控制
6、纸浆与造纸行业
废水处理系统中气体的测量；烟道流量监控；锅炉回收二次/三次空气；锅炉的燃气和空气送风测量
7、食品及医药行业
加工操作中新鲜空气的加入；啤酒厂中的二氧化碳处理；瓶子消毒器中的热空气的流量；热氧化过程中气体流量测量；通风系统；锅炉进气p废气p过程控制
沼气利用过程中的气体测量；氯气处理过程中氯气气体测量；污水处理过程中曝气池的气体测量；烟筒烟道排气监测SO2和NOX的排量
9、其他行业
工厂压缩空气测量；煤粉燃烧过程粉/气配比控制燃料；水泥工业竖式磨粉机排放热气流量控制
四、性能指标：
1、测量范围：0.5&100Nm/s （20℃，101.33KPa）
2、准确度: &1%的读数 &0.5%满量程
3、量程比：通常100：1（取决于标定流量的范围）
4、管径范围: 15mm～6000mm
5、应用范围: 适合各类单一或混合气体。含尘、含沙、含湿气、各种腐蚀性气体
6、环境温度范围: -40℃～+85℃(无显示); -30℃～+70℃(有显示); 湿度小于90%RH
7、介质温度范围: -40℃～+100℃；-40℃～+200℃； -40℃～+450℃；-40℃～+510℃
8、传感器直径：ф3、ф2.5
9、插入式传感器探杆直径：ф19（标准）、ф16、ф12
10、传感器材质：316不锈钢、哈氏合金、钛
11、探杆材质（保护套）： 316不锈钢（标准）、哈氏合金
12、双向测量介质流量
13、模拟量输出：流量：4-20mADC, 温度：4-20mADC, 最大负载:1000&O
14、累积脉冲量输出
15、键入12段非线性修正，内置10段非线性修正
16、通讯：串口输出RS232/RS485
17、供电电源：24VDC/600mA；220VAC/2W；110VAC/3W
18、报警：1－2路继电器输出、5A/220V、5A/30VDC、键入设定??
19、大屏幕LCD显示：七位瞬时流量，八位累积流量
20、过程压力:1.6Mpa（最大20MPa）
21、安装工艺形式：插入式（卡套、卡套＋球阀、法兰连接）适用于DN80以上的管道安装，管道式（法兰、螺纹连接）适用于DN15以上的管道安装。
22、防爆等级：本安型（iaⅡCT5）、隔爆型（ExdⅡCT4）
23、防护等级：IP65
五、传感器参数：
管段传感器数据表 （螺纹连接）
不带连接件
注：DN&20mm时，传感器尺寸请咨询我公司
管段传感器尺寸表(法兰连接)
法兰尺寸（mm）
注： 表中只给出了1.0Mpa的额定压力，高于1.0Mpa时请咨询我公司
六、产品选型：
100表示DN100
RS485 MODBUS
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主营产品:，，,，热式气体质量流量计-北京润科博达科技有限公司
热式气体质量流量计
针对用户问题的解决方案
恒温度加热设计，直接质量流量测量
出色的稳定性、重复性，满足用户对流量监测的要求
无需附加设备；无需流量计算机
无需压力变送器（标定时对压力进行补偿）
无需温度变送器（按照实际温度进行温补）
减少用户现场安装、维护的环节及费用
所有产品采用无活动部件设计
不会因介质脏或介质颗粒造成传感器堵塞
宽量程比100：1，对低流量敏感
无需进行多级测量，适用于现场各种量程
全金属焊接构造
传感器无磨损、抗腐蚀，保证传感器长期稳定运行
低压力损失
几乎没有压力损失，克服了传统差压法因管道压力低而无法测量的弊病
变送单元可以一体化也可以分体化安装
方便用户操作，可集中查看各风道流量值，减少工作量，同时满足高温测量的要求
传感器插入式或管道式安装
降低安装费用，适于各种管径的测量要求
插入式配球阀
便于维护和检修
1、公共工程
电、气、水处理的监控管道气体；通用系统；沼气；煤气；天然气；液化气；锅炉余热空气
2、化工行业。
烟气循环监测；采样系统气体流量计量；引风机气体流量计量；化肥厂氨气测量；电池工厂各种气体的测量。
3、环保项目
沼气利用过程中的气体测量；氯气处理过程中的气体测量；污水处理过程中曝气池的气体测量；烟筒烟道排气监测SO2和NOX的排量。
4、电力和能源
燃料系统气体分配过程中气体的测量；锅炉及辅机系统中各种气体的测量；燃气炉气体的测量；电厂高炉一次风、二次风的测量。
5、石油和天然气
能量交换；填井气回收；燃气计量；气体质量分析；泄漏气监测；天然气计量；火炬气监控。
6、纸浆与造纸
废水处理系统中气体的测量；烟道流量监控；锅炉回收二次、三次空气；锅炉的燃气和空气送风的测量。
钢铁厂加气测量；炼铁厂高炉煤气的测量；焦化厂焦炉煤气的测量；轧钢厂加热炉燃气（高炉煤气、焦化煤气、天然气等）的测量控制；热处理淬火炉等的氢、氧、氮等气体的测量控制
8、食品及医药
加工操作中新鲜空气的加入；啤酒厂的二氧化碳处理；瓶子消毒器中热空气的流量；热氧化过程中气体流量测量；通风系统；锅炉进气、废气、过程控制
9、其他行业
工厂压缩空气的测量；煤粉燃烧过程粉、气配比控制燃料；水泥工业竖式磨粉机排放热气流量控制
热式气体质量流量计基于热扩散原理，即利用流体流过发热物体时，发热物体的热量散失多少与流体的流量成一定的比例关系。具体来说，流量计的传感器有两只标准及的RTD，一直用来做热源，一直用来测量流体温度，流体流过时，热源的热量损失与流量的大小成非线性关系，热式气体质量流量计就可以把这种关系转换成测量流量信号的线性输出。
利用热扩散原理制造的流量计有两种设计方法，基于共同的模型，如图一：
温度传感器（RTD）分别置于气流中两金属细管内，一热电阻测得气流温度T；另一细管经功率恒定的电热加热，其温度Tv高于气流温度，气体静止时Tv最高，随着质量流速ρU增加，气流带走更多热量，温度下降，测得温度差ΔT=Tv-T.这种方法称作“温度差测量法”或“温度测量法”。 若保持ΔT恒定，控制加热功率随着流量增加而增加功率，这种方法称作“功率消耗测量法”。
o 不需要温度，压力补偿；
o 一个流量计能同时兼顾小流量和大流量测量，特别适合大口径测量。
o 智能数显流量积算仪配套。
o 基地式仪表可以就地显示和带报警控制。
±1%的读数±0.5%满量程
常规100：1；取决于标定流量的范围
80Nm/s（空气，20℃，101.33kPa）
0.05Nm/s（空气，20℃，101.33kPa）
适用管径范围
使用压力范围
负压，0~1.0MPa，0~1.6MPa，0~2.0MPa，0~3.0MPa
适用介质温度范围
-20~60℃，60~100℃，100~150℃，150~200℃，200~300℃
各类单一或定百分比的混合气体，含尘、含沙、含湿气以及各种腐蚀性气体
传感器直径
?3（标准）、?4
传感器材质
316不锈钢、哈氏合金、钛
?19（标准）、?16、?12
316不锈钢（标准）、哈氏合金
24VDC/400mA
4～20mADC，最大负载1000Ω
；RS-485通讯接口
大屏幕LED显示：四位瞬时流量，八位累积流量
键入16段非线性修正
分体型结构—变送器+流量积算仪；一体型结构—变送器本身带流量积算仪
管道式和插入式
1～2路继电器输出、3A/220VAC、3A/30VAC、键入设定
本安型（iaⅡCT65）、隔爆型（ExdⅡCT4）
RK100热式气体质量流量计标准外形尺寸如图二所示，部分尺寸可根据现场要求订制。
5.1量程与通径的选择
1、查表法：
表一：空气质量流量范围选择表；
表二：四种常用气体的标定流量范围选择表；
表三：常用气体流量上限值。
为了检定和使用方便，仪表出厂时对量程要进行标定和检查。量程上限值，将在标牌和检定证书中体现
2、量程上下限的确定：
（1）下限的确定：因为热式气体质量流量计对低流速敏感，最低可测量0.05m/s流速，所以在选型中不需考虑下限；
（2）上限的确定：主要由工艺流程设计值确定，一般仪表上限高于设计上限20%左右，以提高容错率；
（3）混合气体量程：对于混合气体，用户应给出标方密度和摩尔比值（各种成分占总量的百分比），然后由厂家确定量程。一般采用空气或氮气标定，然后通过仪表转换系数修正；
量程选择上限受到设备条件限制，高上限采购前请与厂家确定技术明细。
表一 空气质量流量范围
表二 几种常用气体流量范围上限表
表中单位为标方Nm3/h，相应流速为34m/s，实际应用时流速可以扩展到50m/s。
表三 常用气体量程上限（Nm3/h）（下表可以扩展）
标准状态：温度为0℃，压力为1.0Pa绝压。
注：流量现实的单位可选kg/h、t/h或Nm3/h、Nkm3/h
5.2安装方式选择
1、建议：管径≤?100时，选择管道式安装；
管径＞?100时，选择插入式安装。
2、如果现场管道已安装好，有没有安装法兰，只能选择插入安装方式时，可在订购时与厂家说明。
5.3结构类型选择
1、一体型结构，即传感器、变送器、显示部分为一体，供电为220VAC或24VDC。显示部分相当于一台流量积算仪，显示瞬时流量和累积流量，设置报警点和输出4~20mA线性信号。
2、分体型结构，即传感器、变送器和显示部分分离，显示部分为一台独立的只能流量积算仪，显示瞬时和累计流量，设置报警点和输出4~20mA线性信号。两部分通过三根线连接，故变送器为三线制。
5.4仪表输出类型选择
1、线性输出
一体型结构输出的模拟信号是标准4~20mA线性信号，在分体型结构中从变送器单元输出的4~20mA信号，线性较差，只有再从流量积算仪输出的信号才是准线性4~20mA信号。
2、从流量积算仪再输出的4~20mA，可以人为设定整个流量范围的一段。例如：某流量计量程为0~5000Nm3/h，输出4~20mA线性信号，可以设定0~3000Nm3/h，100~1500Nm3/h…输出4~20mA。
3、小信号切除：对某些用户来讲，需要小信号切除，以保证没有流量时显示为0或不计量。
4、输出滤波：气体在管道中流动，由于各种原因总是有些扰动，表现为输出数字显示跳动，增大积算仪中滤波系数，可以使跳动减小，有利观察。
5、通讯接口：用户需要通讯接口时，请在订货时说明。
注：上述所有项目都是产品必须具备的性能，只有流量积算仪输出4~20mA信号，通讯接口和报警点数量为选项。
5.5计量单位及流量换算表
1、一般选择质量流量单位，即kg/h；
选择标方单位，即Nm3/h。
为了比较，需要把工况体积单位m3/h换算成Nm3/h。
2、当流量很大时，选择t/h或Nm3/h；
当流量很小时，选择标准毫升/分 即ml/min，符号SCCM；
选择标准升/分 即L/min，符号SLM；
标准立方米/分 即SM3/min。
工业场所，出了标方和质量流量为常用单位，为了方便还采用下表中的单位：
标准状态毫升/分
标准状态升/分
标准状态升/分
标准状态立方米/分
公斤/单位时间
吨/单位时间
标准立方英尺/单位时间
磅/单位时间
标准米/单位时间
标准英尺/单位时间
公—英制换算
1SCFM=28.316SL/min
1标准状态立方英尺=0.0283SM3/min
长度公—英制换算
1inch=25.4mm
1cm=0.394inch
1ft=30.5cm
符号：LB——磅
kg——千克
Second——秒(缩写符号为s)
minute——分钟(缩写符号为min)
hour——小时(缩写符号为h)
MFM——质量流量计缩写
常用流量单位
6.1安装位置及对管道的要求
1、选取合理的安装位置，避免弯头、阀门、变径等产生流体流型剖面发生变化的组件。一般要求有一个较长的上下直管道，前直管段长大于10D，后直管段长大于5D。遇到特殊情况，请参照以下安装图标选取最理想的安装位置，保证传感器的前后直管段距离，获得最理想的测量效果。
2、现场满足不了直管段要求时，可以串接气体整流器，以便大幅度降低对直管段要求。
3、在直管段很短，有弯头及阀组等工况，采用热式气体质量流量计，需要一些实际经验具体问题具体解决，请在订货时共同探讨。
6.2插入式安装
1、插入深度
气体在管道中流动，管道中个点的流速是不同的，而且差别很大，一般在管道壁附近流速慢，管道中心流速最快。热式气体质量流量计实际上是气体流动速度传感器，流量等于管道截面积和流速的乘积，即
其中，S——管道截面积
R——圆形管道半径
a、b——方形管道截面边长
V——气体流速
Q——质量流量
热式气体质量流量计测量的是管道中一点的气体流速，测量流量时这一点流速应取整个管道的平均流速点，这样才能使用以上公式计算流量，所以现场安装时，一定要把传感器查到平均流速点处。
2、根据设计标准，RK100系列热式气体质量流量计规定：
在直管段较长或管径＞?250时，传感器插入管道内径的 1/4 处
在直管段较短或管径≤?250时，传感器插入管道内径的 1/2 处
3、插入拔出方法：
（1）在官道上开?20孔，然后焊接 3/4 ”对丝底座在该孔上,底座由厂家提供。
（2）在管道中如有流动气体，总是希望不因为传感器的插入和拔出将气体引出，为此厂家提供球阀密封装置，方便检修维护。
6.3管道式安装
管道式安装条件痛插入式安装条件。
H（T）44-76-91
螺柱中心孔距
表六 法兰尺寸
6.4电缆的安装
1、大多数场所，可以采用双绞线供电
2、如果采用屏蔽电缆引线，可以采用3×33/0.2的RVVP屏蔽电缆，也可以采用其它屏蔽电缆，只要芯线不要过细皆能使用，芯线直径一般为?0.5。
3、电缆从仪表引出孔引出时，一定要往下弯曲，防止水顺着电缆进入仪表内。
4、使用防爆仪表，应采用防爆软管连接，电缆外径和电缆的引出口密封套内径配套，为此厂家提供一套密封垫
7.1一体型结构的接线方法
出厂时仪表的接线端子已引出，如图四。
注：（1）仪表外壳与内部电路不连接，可以接地；
（2）可以采用开关电源供电。
7.2分体型结构接线方法
变送器输出和积算仪相连，采用标志色接法，防止错接，如图五。
红色→红色
供电电源＋
黑色→黑色
供电电源－和仪表输出4~20mA的负极（－）
白色→白色
仪表输出4~20mA的正极（＋）
分体型结构，全套流量计由传感器、变送器和积算仪组成，变送器输出有三根线和积算仪相连。其中两根用于供电，一根用于信号输出。热式气体质量流量计 - 搜狗百科
热式气体质量流量计
&&&&&&热式气体质量流量计是利用热传导原理测量流体流量的仪表，该仪表采用恒温差法对气体质量流量进行准确测量。热式气体质量流量计具有体积小，数字化程度高，安装方便，测量准确等优点。
热式（以下简称TME）是利用传热原理，即流动中的流体与热源（流体中加热的物体或测量管外加热体）之间热量交换关系来测量流量的仪表，过去我国习称量热式。当前主要用于测量气体。初期，世界范围销售金额约占的8%，约4.5万台。国内90年代中期销售量估计每年1000台左右。过去流程工业用仪表主要是热分布式，近几年才散（或冷却）效应式。
RCL-I热式气体质量流量计标定曲线
1. 原理和结构
热式流量仪表用得最多有两类，即1）利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的分布效应的热分布式流量计（thenmaI prohIe fIowmeter）曾称量热式TMF;2)利用热消散（冷却）效应的金氏定律（King s Iaw）TMF。又由于结构上伸入测量管内，也称浸入型（immersion type ）或侵入型（intrusion type）。有些在使用时从管外插入工艺管内的仪表称作插入式（insertion type）。1.1热分布式TMF
热分布式TMF的工作原理如图1所示，薄壁测量管3外壁绕着两组兼作加热器和检测元件的绕组2，组成惠斯登，由5供给恒定热量，通过线圈绝缘层、管壁、流体传导热量给管内流体。边界层内热的传递可以看作热传导方式实现的。在流量为零时，测量管上的温度分布如图下部虚线所示，相对于测量管中心的上下游是对称的，由线圈和电阻组成的电桥处于平衡状态；当流体流动时，流体将上游的部分热量带给下游，导致温度分布变化如实线所示，由电桥测出两组线圈电阻值的变化，求得两组线圈平均温度差ΔT。便可按下式导出质量流量qm，即 （1）　
式中 cp -------被测气体的；A -------测量管绕组（即加热系统）与周围环境系统之间的热传导系数；
K-------仪表常数。
在总的热传导系数A中，因测量管壁很薄且具有相对较高，仪表制成后其值不变，因此A的变化可简化认为主要是流体边界层热导率的变化。当使用于某一特定范围的流体时，则A、cp均视为常量，则质量流量仅与绕组平均温度差成正比，如图2 Oa 段所示。 Oa段为仪表正常测量范围，仪表出口处流体不带走热量，或者说带走热量极微；超过流量增大到有部分热量被带走而呈现非线性，流量超过b点则大量热量被带走。 测量管加热方式大部分产品采用两绕组或三绕组线绕电阻；除管丝绕组加热方式外还有利用管材本身电阻加热方式，如表1所示。测量管形状有直管形，还有∏字形结构，三绕组中一组在中间加热，两组分绕两臂测量温度。
表 1 测量管加热和检测方式
三绕组电阻丝
中间绕组加热
为了获得良好的线形输出，必须保持层流流动，测量管内径D设计得很小而长度L很长，即有很大L/D比值，流速低，流量小。为扩大仪表流量，还可采用在管道内装管束等层流阻流件；扩大更大流量和口径还常采用分流方式，在主管道内装层流阻流件（见图3）以恒定比值分流部分流体到流量传感部件。有些型号仪表也有用喷嘴等代替层流阻流件。 市场上热分布式TMF按测量管内径分为细（也有称型）和小型两大类，结构上有较大区别。小型测量管仪表只有直管型，内径为4mm；细管型测量管内径仅0.2~0.5mm。稍大者为0.8~1mm，极容易堵塞，只适用于净化无尘气体。细管型仪表还有一种带有调节单元和等组成一体的热式，结构如图4所示。
1.2基于金氏定律的浸入型TMF金氏定律的热丝热散失率表述各参量间关系，如式2所示。 （2）式中 H/L -------单位长度热散失率，J/ΔT--------热丝高于束的平均升高温度，K；λ --------流体的热导率，J/homoK;cV---------，J/ρ---------密度，kg/m3;U---------流体的流速，m/h;d--------热丝直径，m.
如图5所示，两（）分别置于气流中两金属细管内，一热电阻测得气流温度T；另一细管经功率恒定的电热加热，其温度Tv高于气流温度，气体静止时Tv最高，随着ρU增加，气流带走更多热量，温度下降，测得温度差ΔT=Tv-T.这种方法称作“温度差测量法”或“法”。消耗功率P和温度差ΔT如式3所示比列关系，式中B, C, K均为常数，K在?~?之间。从式2便可算出质量流速，乘上点流速于管道平均流速间系数和流通面积的质量流量qm，再将式3变换成式4。 （3）（4）式4中E是与所测气体物性如热导率、、粘度等有关的系数，如果气体成分和物性恒定则视为常数。D则是与实际流动有关的常数。若保持ΔT恒定，控制加热功率随着流量增加而增加功率，这种方法称作“功率消耗测量法”。
热分布式TMF可测量低流速（气体0.02~2m/s）微小流量；浸入式TMF可测量低~中偏高流速(气体2~60m/s)，插入式TMF更适合于大管径。TMF无活动部件，无分流管的热分布式仪表无阻流件，很小；带分流管的热分布式仪表和浸入性仪表，虽在测量管道中置有阻流件，但压力损失也不大。TMF使用性能相对可靠。与推导式质量流量仪表相比，不需温度传感器，和计算单元等，仅有，组成简单，出现故障概率小。
热分布式仪表用于H2 、N2 、O2、CO 、NO等接近的双原子气体，不必用这些气体专门标定，直接就用空气标定的仪表，实验证明差别仅2%左右；用于Ar、He等单原子气体则乘系数1.4即可；用于其他气体可用比热容换算，但偏差可能稍大些。气体的比热容会随着压力温度而变，但在所使用的温度压力附近不大的变化可视为常数。
的报警信号输出方式可以通过输出或者进行输出，当前者的输出变为常态为的时候，报警便成为了高电平，当后者的在常态的时候变成断开的状态的时候，报警便成为了。当电池处在欠压报警输出的时候，其电池电压会低于3.2V的时候，便会出现相应的报警信号；当上下限报警输出的时候，其工况流量大于报警流量上限的时候，它同样会发出输出，当工况流量小于报警流量下限的时候，它也会发出报警信号。气体流量计的接口信号，采用MODBUS协议模式，其可以直接和联网，用于远传被测介质的温度、压力和标准体积流量和总量，并且仪表的相关参数、故障代码等；当其与专用信号的采集仪器配套使用的时候，我们需要通过和电话网络实现远程数据采集和监控系统，并且通过网络来进行数据传输工作，从而实现了网络中每一台流量计的历史数据，故障状态进行读取，并能够各种流量计的相关。从而和PLC\RTU配套来组成所需要的系统。
热式气体流量计在现代工业的飞速发展中，被广泛的应用于蒸汽、氮气、二氧化碳以及氢气等气体流量计的流量计量中，它对于气体流量计计量精度要求被不断的增加，从而对于该流量计的校准要求也得到了很大程度的提高。
我们在工业中采用的一些气体在工业的计量总需要大量的来对进行大规模的校准，故而我们可以采用相应的流体校准来进行唯一的选择，故而在很多的情况下我们需要选择合适的，并且可以替代的设备来进行选择。如果在工业的计量中，如果它的流动条件可以估算出来的话，我们可以在和操作条件不同下对流量计进行相应的校准，从而估算它的流动条件，并且确定采用的参数是否可以为该气体流量计的入口直径的。首先要看它选定的校准设备是否符合规定的雷诺数范围，最后要确定它在不同压力条件下和不同的气体是否可以确定校准条件。
为了适应各种不同的计量场合，我公司还为气体配备相应的过滤器，当用户使用的流量计在计量中需要配备时，可以想我公司订货，当气体流量计测量的气体介质较脏的时候，我们可以为它配置相应的加装，在安装的过程中，要严禁和流量计之间，即不可以直接连接，要根据的要求来进行连接。高精度气体流量计在特殊的情况下，在它的前后直管段上必要时应该加装相应的截至阀门。气体流量计在安装的时候，对于它的进出口法兰处是不可以直接进行电焊的，这样可以有效的避免避免烧坏它的内部零件。除此之外，对于该流量计的的连接处的管道内也是不可以有突起连接的。在工业计量的安装中，我们对工作环境的选择，要便于维护，避免较强的电磁场干扰和等场合，并且该流量计在安装的过程中不适合安装在流量频繁终端和有较强脉冲流量计和压力脉动的场合中。流量计在室外安装的过程中，为了提高它的使用寿命，我们需要在它的上不设置相应的遮盖物，从而防止雨水的进入和烈日的暴晒等。
响应慢。被测量气体组分变化较大的场所，因cp值和变化，测量值会有较大变化而产生误差。对小流量而言，仪表会给被测气体带来相当热量。对于热分布式TMF，被测气体若在管壁沉积垢层影响测量值，必须定期清洗；对细管型仪表更有易堵塞的缺点，一般情况下不能使用。对脉动流在使用上将受到限制。液体用TMF对于粘性液体在使用上亦受到限制。
热式质量流量计（以下简称TME）是利用传热原理，即流动中的流体与热源（流体中加热的物体或测量管外加热体）之间热量交换关系来测量流量的仪表，过去我国习称量。当前主要用于测量气体。 初期，世界范围TMF销售金额约占的8%，约4.5万台。国内90年代中期销售量估计每年1000台左右。过去流程工业用仪表主要是热分布式，近几年才散（或冷却）效应式。
1. 原理和结构
热式流量仪表用得最多有两类，即1）利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的分布效应的热分布式流量计（thenmaI prohIe fIowmeter）曾称量热式TMF;2)利用热消散（冷却）效应的金氏定律（King s Iaw）TMF。又由于结构上伸入测量管内，也称浸入型（immersion type ）或侵入型（intrusion type）。有些在使用时从管外插入工艺管内的仪表称作插入式（insertion type）。1.1热分布式TMF
热分布式TMF的工作原理如图1所示，薄壁测量管3外壁绕着两组兼作加热器和检测元件的绕组2，组成，由5供给恒定热量，通过线圈绝缘层、管壁、流体传导热量给管内流体。边界层内热的传递可以看作热传导方式实现的。在流量为零时，测量管上的温度分布如图下部虚线所示，相对于测量管中心的上下游是对称的，由线圈和电阻组成的处于平衡状态；当流体流动时，流体将上游的部分热量带给下游，导致温度分布变化如实线所示，由电桥测出两组线圈电阻值的变化，求得两组线圈平均温度差ΔT。便可按下式导出质量流量qm，即 （1）　
式中 cp -------被测气体的；A -------测量管绕组（即加热系统）与周围环境系统之间的热传导系数；
K-------仪表常数。
在总的热传导系数A中，因测量管壁很薄且具有相对较高热导率，仪表制成后其值不变，因此A的变化可简化认为主要是流体边界层热导率的变化。当使用于某一特定范围的流体时，则A、cp均视为常量，则质量流量仅与绕组平均温度差成正比，如图2 Oa 段所示。 Oa段为仪表正常测量范围，仪表出口处流体不带走热量，或者说带走热量极微；超过a点流量增大到有部分热量被带走而呈现非线性，流量超过b点则大量热量被带走。 测量管加热方式大部分产品采用两绕组或三绕组线绕电阻；除管丝绕组加热方式外还有利用管材本身电阻加热方式，如表1所示。测量管形状有直管形，还有∏字形结构，三绕组中一组在中间加热，两组分绕两臂测量温度。
表 1 测量管加热和检测方式
三绕组电阻丝
中间绕组加热
为了获得良好的线形输出，必须保持层流流动，测量管内径D设计得很小而长度L很长，即有很大L/D比值，流速低，流量小。为扩大仪表流量，还可采用在管道内装管束等层流阻流件；扩大更大流量和口径还常采用分流方式，在主管道内装层流阻流件（见图3）以恒定比值分流部分流体到流量传感部件。有些型号仪表也有用等代替层流阻流件。 市场上热分布式TMF按测量管内径分为细管型（也有称型）和小型两大类，结构上有较大区别。小型测量管仪表只有直管型，内径为4mm；细管型测量管内径仅0.2~0.5mm。稍大者为0.8~1mm，极容易堵塞，只适用于净化无尘气体。细管型仪表还有一种带有调节单元和等组成一体的热式，结构如图4所示。
1.2基于金氏定律的浸入型TMF金氏定律的热丝热散失率表述各参量间关系，如式2所示。 （2）式中 H/L -------单位长度热散失率，J/ΔT--------热丝高于束的平均升高温度，K；λ --------流体的热导率，J/homoK;cV---------，J/ρ---------密度，kg/m3;U---------流体的流速，m/h;d--------热丝直径，m.
如图5所示，两（热电阻）分别置于气流中两金属细管内，一热电阻测得气流温度T；另一细管经功率恒定的电热加热，其温度Tv高于气流温度，气体静止时Tv最高，随着ρU增加，气流带走更多热量，温度下降，测得温度差ΔT=Tv-T.这种方法称作“温度差测量法”或“法”。消耗功率P和温度差ΔT如式3所示比列关系，式中B, C, K均为常数，K在?~?之间。从式2便可算出质量流速，乘上点流速于管道平均流速间系数和流通面积的质量流量qm，再将式3变换成式4。 （3）（4）式4中E是与所测气体物性如热导率、、粘度等有关的系数，如果气体成分和物性恒定则视为常数。D则是与实际流动有关的常数。若保持ΔT恒定，控制加热功率随着流量增加而增加功率，这种方法称作“功率消耗测量法”。
热分布式TMF可测量低流速（气体0.02~2m/s）微小流量；浸入式TMF可测量低~中偏高流速(气体2~60m/s)，插入式TMF更适合于径。TMF无活动部件，无分流管的热分布式仪表无阻流件，很小；带分流管的热分布式仪表和浸入性仪表，虽在测量管道中置有阻流件，但压力损失也不大。TMF使用性能相对可靠。与推导式质量流量仪表相比，不需温度传感器，和计算单元等，仅有，组成简单，出现故障概率小。
热分布式仪表用于H2 、N2 、O2、CO 、NO等接近的双原子气体，不必用这些气体专门标定，直接就用空气标定的仪表，实验证明差别仅2%左右；用于Ar、He等单原子气体则乘系数1.4即可；用于其他气体可用比热容换算，但偏差可能稍大些。气体的比热容会随着压力温度而变，但在所使用的温度压力附近不大的变化可视为常数。
热式质量流量计响应慢。被测量气体组分变化较大的场所，因cp值和热导率变化，测量值会有较大变化而产生误差。对小流量而言，仪表会给被测气体带来相当热量。对于热分布式TMF，被测气体若在管壁沉积垢层影响测量值，必须定期清洗；对细管型仪表更有易堵塞的缺点，一般情况下不能使用。对脉动流在使用上将受到限制。液体用TMF对于粘性液体在使用上亦受到限制。
按流体对检测元件热源的热量作用可分为转移效应和热量消散效应或。
按检测变量可分为温度测量法和功率消耗测量法。 按流量传感器结构可分为（有测量管的）接入管道式和插入式。按测量流体可分为气体和液体用。气体是当前TMF主要应用的流体，从微小流量到大管径大流量都可使用。液体用TMF 在20世纪90年代初中期开始发展并在工业生产中应用，但当前主要为微小流量仪表。有消耗功率测量法的热分布式TMF和利用珀尔帖（ PeItier）致冷元件在检测部位致冷（即附加热）的TMF。后者的测量原理如图6所示，流量传感器由测量毛细管、电子冷却装置（珀尔帖元件）和3各温度检出件组成。测量管和致冷元件接触，无液体流动时冷却到某一温度时，两者温度相等；液体流动时致冷元件附近测量毛细管温度上升，如虚线所示分布，测量温度检测点的两者温度差以求的流量。
按流体对检测元件热源的热量作用可分为热量传递转移效应和热量消散效应或冷却效应。
按检测变量可分为温度测量法和功率消耗测量法。 按流量传感器结构可分为（有测量管的）接入管道式和插入式。按测量流体可分为气体和液体用。气体是当前TMF主要应用的流体，从微小流量到大管径大流量都可使用。液体用TMF 在20世纪90年代初中期开始发展并在工业生产中应用，但当前主要为微小流量仪表。有消耗功率测量法的热分布式TMF和利用珀尔帖（ PeItier）致冷元件在检测部位致冷（即附加热）的TMF。后者的测量原理如图6所示，流量传感器由测量毛细管、电子冷却装置（珀尔帖元件）和3各温度检出件组成。测量管和致冷元件接触，无液体流动时冷却到某一温度时，两者温度相等；液体流动时致冷元件附近测量毛细管温度上升，如虚线所示分布，测量温度检测点的两者温度差以求的流量。
5.1 应用概况TMF目前绝大部分用于测量气体，只有少量用于测量微小液体流量。热分布式仪表使用口径和流量均较小，较多应用于半导工业外延扩散、石油化工微型反应装置、镀膜工艺、制造、热处理等各种场所的氢、氧、氨、燃气等气体，以及固体致冷中固体氩蒸发等累积量和阀门制造中泄漏量的测量等。在气体和等上，用于监控取样气体量。分流型热分布式仪表应用于30~50mm以上管径时，通常在主流管道上装孔板等或均速管，分流部分气体到流量传感器进行测量。冷却效应的插入式TMF国外近10年在环境保护和流程工业中应用发展迅速，例如；水泥工业竖式排放热气流量控制，煤粉燃烧过程粉/气配比控制，污水处理发生的气体流量测量，工厂各种气体流量测量等等。大管道用还有径向分段排列多组检测元件组成的插入检测杆，应用于锅炉进风量控制以及烟囱烟道排气监测和NOX排放总量。液体微小流量TMF应用于化学、石油化工、食品等流程工业实验性装置，如流量测量，注入过程中控制流量；流量控制的反馈量；药液配比系统定流量配比控制；直接液化气液态计量后气化，供给工业流程或商业销售。还有在色谱分析等仪器上用作定量液取样控制以及用于麻醉液流量测量。还未见到液体微小流量TMF国内。5.2流体种类和物性TMF只能用于测量清洁单相流体------气体或液体，用气体的型号不能用于液体，反之亦然。对于热分布式气体还必须是干燥气体，不能含有湿气。流体可能产生的沉积、结垢以及凝结物均将影响仪表性能。对于热分布式TMF制造厂还应给出接受的不清洁程度，例如大部分给出允许微粒粒度，用户可按此决定是在仪表前装过滤器。浸入式TMF对要求低些，则可用于测量烟道气，但必须装有阀等插入机构，能再不停流条件下去取出检测头。 （1） 流体的比热容和热导率从式1和式2可知，TMF工作时流体的比热容和热导率保持恒定才能测量准确。被测介质工况温度、压力变化范围不大，仅在工作点附近波动，比热容变化不大，可视作常数。若工作点压力温度远离校准时压力温度，则必须在该工作点压力温度下调整。表2列出几种气体在不同压力温度下的定压比热容，可看到其变化程度。表2 几种气体定压比热容 cal/(goK) 注： 1cal/ (gok)=4186.8J/ (kgoK) （2） 流量值的换算 热分布式TMF制造厂通常用空气或氮气在略高于常压的室温工况条件下标定（校准）。如实际使用工况有不用于同一气体，均可通过各自条件下比热容或换算系数换算。 1） 同一气体不同工况的流量换算 从表2的数值可以看出空气、氩气、、氮气、氧气压力在1MPa以下、温度在400K以下变化，定压比热容变化仅在1%~2%之间，大部分使用场所可不作换算；压力温度变换较大时也可利用式6计算，因为同一气体两种工况条件下定压比热容的比值与摩尔定压比热容的比值是相等的。 2） 不同气体间流量换算 有些制造厂的给出以空气为基数的转换系数F，可按式6换算；也可直接以标定（校准）气体和实际使用气体的摩尔按式6换算，但因还有热导率等其他因素，换算后精度要降低些。表3给出若干气体按摩尔定压比热容直接计算和若干制造厂提供的两种转换系数数据，其中Freon12两者差别较大。表3 几种气体的转换系数
压 力 / MPa
0.2400.2420.246
0.2410.2420.246
0.2440.2440.247
0.2780.2600.257
0.1240.1240.124
0.1250.1250.125
0.1270.1250.125
0.1550.1390.133
二氧化碳CO2
0.2020.2240.242
0.2040.2250.243
0.2200.2310.246
----0.3140.272 一氧化碳 CO
0.2490.2500.254
0.2490.2500.254
0.2530.2530.256
0.2850.2720.267
------------
0.540.600.69
0.550.610.69
0.650.640.71
氮气N2 300 400500 0.249 0.2500.252
0.2490.2500.252
0.2520.2510.254
0.2850.2680.263
氧气O2 300 400500 0.220 0.2250.232 0.220 0.2250.232
0.2230.2270.223
0.2590.2430.243
各厂提供的转换系数单双原子气体差别较小，仅百分之几；烃类气体则差别较大，达20% ~30%。 (5)
(6)式中 qm-----仪表标定的质量流量，但通常以表征，L/h（标准状态）； qm& -------特使用气体的质量流量。L/h（标准状态）； cP-------标定气体的摩尔定压比热容，通常为空气，J/ (moI·k); c&P-------待使用气体的摩尔定压比热容，J/ (moI·k)。浸入式TMF由于式（3）和式（4）中各系数由各个检测元件几何形状和所测气体而定，所以目前通常只能在实际使用条件下个别校准。3） 的换算的转换系数 混合气体的换算亦按式6进行，惟其转换系数Fmix按式7合成
（7）　式中 V1,V2,----Vn为各成分气体体积的占有率；F1,F2,-----Fn为各成分气体的转换系数。（3）流体中含有异相和低沸点液体
气体用仪表，热分布式必须是清洁气体，不能有固相，浸入式则可允有微粒，但均不得含有水气。测量液体时如混入气泡会产生。 由于大部分TMF要带给流体一定热量，流体温度会升高，如所测液体是低沸点液体，应考虑液体汽化气化问题，必要是时选用致冷元件的TMF。 5.3 仪表性能考虑 （1） 流量范围、流速和范围度TMF的流量应以单位时间流过的质量来表示，但测量气体时习惯上亦常以计算到标准状态下单位时间流过的体积表示。流速亦以标准状态下单位时间流过距离的长度表示。与其他流量计相比，TMF适用于低流速范围，特别是小口径热分布式；带测量短管浸入检测杆式可选上限（满度）流速范围较宽，上限范围度（最大上限流量/最小上限流量）在10~ 30（TH1200型）和60 ~80 (TH1300型)之间。 插入式TMF的上限流速选择范围较宽，可在0.5~100m/s,但较多用于3~60m/s之间，视仪表结构设计而异。插入式TMF 适用于低流速烟道气测量。
液体用TMF的上限流量很小，国外现有产品上限流量范围在10－1~102g/min之间；流量范围度在10:1~50:1之间。 （2）精确度和重复性 TMF 具有中等测量精确度。热分布式的通常在±（2~2.5）%FS之间。国外设计优良的产品则有较高精确度，基本误差为±1%FS，重复性则在0.2%~0.5%FS之间。带测量短管浸入式的基本误差相仿，亦在±（2~2.5）%之间，设计优良的产品可达±2%R。插入式除仪表本身基本误差外，还应加上流速变化影响等，单点测量影响较大，多点或多检测杆则影响较小，合计约在±（2.5~5）%FS之间。 插入式仪表检测的点数视流通面积和流动状况而定，有制造厂在正常流速分布流动状况下，推荐检测点数为：；圆管直径在200mm以下为单位单点，200~300mm为双点，350~700mm为3~4点，750~1200为5点，1250mm以上为6点。面积0.05m2以下为单点，0.1~0.2m2为2~4点，0.2~2.5mm2为4~12点，2.5m2以上为12~20为点。 （3） 响应性 在流量仪表中TMF的响应时间是比较长的，一般为2~5s，响应较快者为0.5s，有些型号长达数秒、十几秒甚至几十秒者。若应用于控制系统不能选用响应时间长的仪表。 （4） 流体温度，环境温度和环境温度影响量 流体使用温度一般为0~500C，范围较宽者为─10~1200C，应用于窑炉或烟道的高温高粉尘型则可高达5500C。加热热源温度高于气体数十度（K）。 测量气体时流体温度变化，不像体积流量仪表那样气体体积变化改变所测（体积）流量，并不影响质量流量，然而如前文所述若温度变化过大，比热容的变化会导致量程变化。这种影响因气体种类而异，如空气、氮气、氧气、氢气等影响量不大；但有些气体例如甲烷压力在0.1MPa，温度从300K升高到400K定压比热容要增加11.1%（见表2）此外还有零点偏移影响。 环境温度适用范围通常为(0~50)0C。较宽者为(─10~ +80)0C。环境温度激烈变化将影响经外壳散失的热量，导致测量值的变化，包括零点偏移和量程变化。环境温度影响量一般为±(0.5~1.5)%/10K，但也有一些制造厂声称无环境温度影响。 （5） 压力损失 气体用仪表压力损失很小，满量程流量时热分布式压力损失均在10kpa以下，其中带层流分流部件（或无分流部件）的小管型，如LDG-1DB、LDG-2DB型仅数十帕；浸入式亦仅数十帕。
摩尔定压比热容J/(moI.k)
转换系数 F
按cp值计算
若干制造厂提供范围
6、 安装使用注意事项
6.1 安装姿势（方向） 1） 热分布式 大部分热分布式TMF的流量传感器可任何姿势（水平、 垂直或倾斜）安装，有些仪表只要安装好后在工作条件压力、温度下作电气零点调整。然而有些型号仪表对安装姿势具有敏感性，大部分制造厂会对此就安装姿势影响和安装要求作出说明。例如LDG-□DB系列为减少环境气氛影响，只能水平安装，水平度允差±20。应用于高压气体时流量传感器则宁可选择水平安装，因为这样便于做到调零的零偏置。 2）浸入式 大部分浸入式TMF性能不受安装姿势影响。然而在低流速测量时因受管道内气体对流的热流影响，使安装姿势显得重要。因此在低和非常低流速流动时要获得精确测量，必须遵循制造厂依据仪表设计结构而定的安装建议。6.2 前置直管段 1）热分布式 本类仪表对上下游配管布置不敏感，通常认为无上下游直管段长度要求。国际标草案ISO/DIS 11451认为流量测量不受旋转流和流速场剖面畸变影响。然而BS 7405却认为；①上下游直管段长度可小至2D；②在进口端置一金属（或塑料）网，可有效地改善流速分布畸变，得到分布均匀的气流；③要防止从小管径突然扩大进入较大口径仪表，要缓慢过渡。 2） 浸入式 带测量管的浸入式流量传感器和插入式仪表需要一定长度前置直管段，ISO/DIS 14511对此未作具体规定，而按制造厂建议的值。BS 7405建议对于在管道中用插入热丝流速计时，需要(8~10)D的上游直管段和(3~5)D的下游直管段。表4列举Sierra公司对带测量管浸入式TMF所规定的上直管段长度；若在其进口端装一块或二快多孔板式流动调整器（）后，则其长度可大为缩短，如所示。表4 带测量管浸入式上游直管段长度列
上游组流件名
上游直管段长度要求
无流动调整器
内装流动调整器
控制阀900弯管或T型接管渐扩管 ≥45D ≥15D≥（10~45）D≥15D
≥3D≥1D≥3D≥1D注： 摘自QE600 公司760UHP型780UHP型样本。 只有一组温度检测点的插入式仪表与带测量管浸入式仪表的上游直管段长度要求相近（只相差检测杆到测量管进口端的距离）；多组检测点的检测杆或多根检测杆的TMF,直管段长度可缩短很多，通常制造厂会提供建议。6.3 仪表连接管道的振动 连接TMF的管道在常见实际范围内的振动不会产生振动干扰，在正常情况下不影响仪表的测量性能。惟插入式TMF的检测杆必须牢固地固定于管道，并避免装在有振动的场所。6.4 脉动流的影响 TMF响应时间长，不适应脉动流流量测量。若作测脉动流测量，应了解TMF的响应性，以保证能跟随的上脉动的速度变化。脉动引起的测量误差通常使仪表输出偏高，其程度取决于脉动幅值和频率。
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