气体质量流量计

2013-09-11 12:46:01来源: 21ic
目前所用各种型式的气体流量计,绝大部分是计量气体的体积流量。由于气体的体积随温度与压力的不同而变动,所以常发生较大的计量误差。如工作压力经常变动,更使计量发生困难。

气体质量流量计的主要特点是不受温度与压力变动的影响,其显示读数直接指示气体的质员流量。它具有一系列优点:

1. 在常压、高压或负压的条件下均可选用。
2. 可在常温、100度,甚至又高的温度下正常运行。
3. 适用的量程范围宽,既能用于实验室内小流量的场所也可用于工厂生产中的大型装置。
4. 流量计的阻力降极微。
5. 抗介质腐蚀的能力强。
6. 计量精度高。
7.输出电讯号,可远传显示,还便于与其他仪表配合后实现流量记录.自控或累计。

质量流量计是一种热导式仪表早在本世纪初,托马斯(Thomas)提出了它的原型,后几经变革惭趋完善。目前许多国家有这类流星计的工业产品,厂泛应用于各个工业生产及科学实验的领域。虽具体结构各有差异,但其原理是基本一致的。我国自1976年以来,也已有几种产品陆续间世,较多地应用于原子能工业及半导体制造工业。我们曾用于80大气压微型催化反应装置中计量氢气流量,己取得了成功的经验。若能把它推广应用于石油、化工业的各个方面必将收到良好的效益。

质量流量计原理图
这种流量计的基本原理是在一很小直径(4毫米)的薄壁金属管(常用不绣钢、纯镍或蒙乃尔台金等耐蚀合金)的外壁,对称绕上四组电阻丝,相互联接组成惠斯顿电桥(见下图),其守桥留绕组l与绕组3分内、外两层平绕于管了左侧(上游),绕组2与6则同样地绕于管子的右侧(下游)。如图接上值电流的直流电源后,电流通过绕组而致升温,沿金届导管轴向形成一个对称分布的温度场(图中实线所示)。当气体流经导管时因气体吸热而使上游管壁温度下降,通过下游时气体放热,管壁温度上升,导致了温度场的变异,即温度最高点位置向右偏移(图中虚线所示)。电阻丝采用电阻温度系数较大的材料能灵敏地反映温度的变化而使电桥失去平衡。最后,将电桥的不平衡电压讯号放大或者转换成电流讯号。从理仑上来说这输出讯号的大小正比于气体的质量流量与气体比热的乘积,可简单地表达为:

式中:E一输出讯号 k一比例常数
Cp一气体比热(定压) M一气体的质量流量
A一流量计各绕组与周围环境间的总传热系数

就理想气体而言,气体的比热是不随压力而变化的常值,所以输出讯号仅与气体的质量流量成正。一般的真实气体其比热受压力影响的变动幅度很小故仍可用输出讯号直接代表质量流量。认为与压力的大小无关。在实用中,因难于计量气体的质量来标定仪表故常以换算成标准状态下(760毫米汞柱、0℃或760毫米汞柱、20℃)的气体体积(用“标升”或标立米”表示)来标称气体的质量。
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关键字:气体质量  流量计  传热系数

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/0911/article_7807.html
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