热式质量流量计的原理

热式质量流量计的原理

热式质量流量计(Thermal Mass Flowmeters，简称TMF)在国内习称量热式流量计，是利用流体流过外热源加热的管道时产生的温度场变化来测量流体质量流量，或利用加热流体时流体温度上升某一值所需的能量与流体质量之间的关系来测量流体质量流量的一种流量仪表。一般用来测量气体的质量流量。具有压损低;流量范围度大;高精度、高重复性和高可靠性;无可动部件以及可用于极低气体流量监测和控制等特点. 利用加热流体的热量(或温度)变化测量流体的质量流量已有很长的历史。早期的TMF直接将加热线圈和测温元件放入流体中与流体直接接触，是一种接触式流量计，由于不能解决嘴蚀和磨损以及防爆等问题，使它的工业应用受很大的限制。托马斯流量计是这种流量计的代表，主要用来测量较大流量的气体质量流量;到20世纪50年代，人们提出了一种与流体不接触的边界层流量计，克服了接触式流量计的缺点，但测量结果易受介质参数(如导热系数、比热容、粘度等)的影响，可以用来测量较大的液体流量;到70年代，基于测量流体温度分布的热分布型TMF，由于其独特的优点在国内外得到了很快的发展，用来测量气体的微小流量，随着科技的发展，经过对流量计结构上的重新设计，在接触式流量计的基础上，人们提出了一种浸人型的TMF，也得到了很快的发展，可以用来测量较大管径的气体流量。综上所述，TMF是一种主要用来测量气体质量流量的直接式质量流量计。
热式质量流量计：利用传热原理检测流量的仪表，即利用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流量计。
基本原理：通过测量气体流经流量计内加热元件时的冷却效应来计量气体流量的。气体通过的测量段内有两个热阻元件，其中一个作为温度检测，另一个作为加热器。温度传感元件用于检测气体温度，加热器则通过改变电流来保持其温度与被测气体的温度之间有一个恒定的温度差。当气体流速增加，冷却效应越大，使须保持热电阻间恒温的电流也越大。此热传递正比于气体质量流量，即供给电流与气体质量流量有一对应的函数关系来反映气体的流量。