氣體質(zhì)量流量計(jì)
2021-12-22 10:20:06|
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 作者：
目前所用各種型式的氣體流量計(jì)，絕大部分是計(jì)量氣體的體積流量。由于氣體的體積隨溫度與壓力的不同而變動(dòng)，所以常發(fā)生較大的計(jì)量誤差。如工作壓力經(jīng)常變動(dòng)，更使計(jì)量發(fā)生困難。 氣體質(zhì)量流量計(jì)的主要特點(diǎn)是不受溫度與壓力變動(dòng)的影響，其顯示讀數(shù)直接指示氣體的質(zhì)員流量。它具有一系列優(yōu)點(diǎn)： 1. 在常壓、高壓或負(fù)壓的條件下均可選用。 2. 可在常溫、100度，甚至又高的溫度下正常運(yùn)行。 3. 適用的量程范圍寬，既能用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)小流量的場(chǎng)所也可用于工廠生產(chǎn)中的大型裝置。 4. 流量計(jì)的阻力降極微。 5. 抗介質(zhì)腐蝕的能力強(qiáng)。 6. 計(jì)量精度高。 7.輸出電訊號(hào)，可遠(yuǎn)傳顯示，還便于與其他儀表配合后實(shí)現(xiàn)流量記錄．自控或累計(jì)。 質(zhì)量流量計(jì)是一種熱導(dǎo)式儀表早在本世紀(jì)初，托馬斯(Thomas)提出了它的原型，后幾經(jīng)變革慚趨完善。目前許多國(guó)家有這類流星計(jì)的工業(yè)產(chǎn)品，廠泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)實(shí)驗(yàn)的領(lǐng)域。雖具體結(jié)構(gòu)各有差異，但其原理是基本一致的。我國(guó)自1976年以來(lái)，也已有幾種產(chǎn)品陸續(xù)間世，較多地應(yīng)用于原子能工業(yè)及半導(dǎo)體制造工業(yè)。我們?cè)糜?0大氣壓微型催化反應(yīng)裝置中計(jì)量氫氣流量，己取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。若能把它推廣應(yīng)用于石油、化工業(yè)的各個(gè)方面必將收到良好的效益。 質(zhì)量流量計(jì)原理圖 這種流量計(jì)的基本原理是在一很小直徑(4毫米)的薄壁金屬管(常用不繡鋼、純鎳或蒙乃爾臺(tái)金等耐蝕合金)的外壁，對(duì)稱繞上四組電阻絲，相互聯(lián)接組成惠斯頓電橋(見(jiàn)下圖)，其守橋留繞組l與繞組3分內(nèi)、外兩層平繞于管了左側(cè)(上游)，繞組2與6則同樣地繞于管子的右側(cè)(下游)。如圖接上值電流的直流電源后，電流通過(guò)繞組而致升溫，沿金屆導(dǎo)管軸向形成一個(gè)對(duì)稱分布的溫度場(chǎng)(圖中實(shí)線所示)。當(dāng)氣體流經(jīng)導(dǎo)管時(shí)因氣體吸熱而使上游管壁溫度下降，通過(guò)下游時(shí)氣體放熱，管壁溫度上升，導(dǎo)致了溫度場(chǎng)的變異，即溫度最高點(diǎn)位置向右偏移(圖中虛線所示)。電阻絲采用電阻溫度系數(shù)較大的材料能靈敏地反映溫度的變化而使電橋失去平衡。最后，將電橋的不平衡電壓訊號(hào)放大或者轉(zhuǎn)換成電流訊號(hào)。從理侖上來(lái)說(shuō)這輸出訊號(hào)的大小正比于氣體的質(zhì)量流量與氣體比熱的乘積，可簡(jiǎn)單地表達(dá)為： 式中：E一輸出訊號(hào) k一比例常數(shù) Cp一氣體比熱(定壓) M一氣體的質(zhì)量流量 A一流量計(jì)各繞組與周圍環(huán)境間的總傳熱系數(shù)就理想氣體而言，氣體的比熱是不隨壓力而變化的常值，所以輸出訊號(hào)僅與氣體的質(zhì)量流量成正。一般的真實(shí)氣體其比熱受壓力影響的變動(dòng)幅度很小故仍可用輸出訊號(hào)直接代表質(zhì)量流量。認(rèn)為與壓力的大小無(wú)關(guān)。在實(shí)用中，因難于計(jì)量氣體的質(zhì)量來(lái)標(biāo)定儀表故常以換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(760毫米汞柱、0℃或760毫米汞柱、20℃)的氣體體積(用“標(biāo)升”或標(biāo)立米”表示)來(lái)標(biāo)稱氣體的質(zhì)量。
