热式质量流量计在化工行业中的应用

2013-01-17 15:36:34来源: 21IC
一、引言

量热式气体质量流量计专用于单一组分的气体或固定比例的混合气体测量,目前已广泛应用于石油、化工、半导体、医疗仪器、生物工程、燃烧控制、配气、环境监测、精密仪器、科研、计量、食品、冶金、航天航空等领域。

量热式质量流量计用于精密测量和自动控制气体的质量流量。采用标准输入输出信号,可实现计算机集中控制。在大庆石化公司就有多种形式的应用,比如聚丙烯装置氢气流量表FT-121A/B采用的是BROOKS量热流量计,量程为1.45Kg/H和9.5Kg/H。

与传统的流量计相比,它不需配置温度、压力变送器,不用进行温度、压力的补偿就能直接测量质量流量(在标准状态下,0℃,101.325KPa)。

当气体作为生产过程中的控制变量时(例如燃烧、化学反应、通风排气、产品烘干等),使用质量流量控制器直接测量,可控制气体的克分子数量。

如果要保持定量的气体混合作为混料或配料,或者要优化化学反应过程,到目前为止还没有比使用质量流量控制器更好的技术。质量流量控制器连续可调控制流量,通过显示仪还可获得累积流量。


热式质量流量计还是管道系统、阀门类密封性检测的较好仪器,它直接显示漏气量。质量流量计性能价格比高,易于安装,操作简便,使用质量流量计和质量流量控制器产品是最合理的选择之一。

由于此类质量流量计的传感器是热式原理,如果气体不是干燥的气体,将影响传热效率,从而影响传感器的输出信号和测量精度。

二、基本原理

热式质量流量计根据热源及测温方式的不同可分为接触式和非接触式两种。

1.接触式热式质量流量计

这种质量流量计的加热元件和测温元件都置于被测流体的管道内,与流体直接接触,常被称为托马斯流量计,适于测量气体的较大质量流量. 其结构原理如图1所示。由于加热及测量元件与被测流体直接接触,因此元件易受流体腐蚀和磨损,影响仪表的测量灵敏度和使用寿命。测量高流速、有腐蚀性的流体时不宜选用,这是接触式的缺点。

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图1: 接触式热式质量流量计结构原理
l、3—热电偶;2一加热器;4一功率表

2.非接触式热式质量流量计

这种流量计的加热及测温元件都置于流体管道外,与被测流体不直接接触,克服了接触式的缺点。热式微流量型(是非接触式质量流量计的典型结构)如图2所示。仪表的测量导管,为薄壁小口径镍管,镍管外部两侧缠绕铂电阻丝3、5作为测温线圈,并作为测量电桥的两臂R1、R2。两测温线圈的中间缠绕着锰铜丝加热线圈4,作为仪表的加热器。当流体静止时,由于测温线圈对称地安装在加热器两侧且阻值相等(各100 左右),因此测量电桥处于平衡状态。但当流体在镍管中流经测温电阻时,就破坏了加热器的温度场,两测温线圈处于不同的温度场内,因而引起电阻值发生变化。两测温线圈阻值不等,破坏了电桥的平衡。根据电桥平衡原理,由检流计8测得电阻值的变化, 即可求得质量流量M。

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非接触式热式质量流量计
1—测量导管; 2—等温外壳; 3—测温线圈; 4—加热线圈
7—调零电阻; 8—检流计

[1] [2]

关键字:质量流量计  化工行业  气体测量

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0117/article_6692.html
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