热式气体质量流量计工作原理

热式气体质量流量计是一种可以直接测量气体质量流量的流量计，其具有高重复性、高可靠性、高稳定性和高精度，在测量现场灵敏度高，尤其适用于大管径、低流速的测量。由于热式气体质量流量计具有压损非常小、机械结构多样、安装灵活、使用方便诸多优点，被广泛应用于现场气体的流量测量。依据《JJG1132-2017 热式气体质量流量计》检定规程，对*次检定、后续检定和使用中检定做了明确的技术要求。

 

热式气体质量流量计探头有两个传感器，其中一个温度传感器测量管道内气体介质的温度，另一个为介质速度传感器，通过电加热作用将速度传感器的温度加热至高于温度传感器测量得到的温度，并且保持两个传感器温差的恒定。当气体介质流动带走速度传感器上的热量时，表头上的电桥电路为保持两个传感器的温差恒定，速度传感器需要额外进行电补偿加热，这个补偿的加热功率大小和气体介质的质量流量成正比。在实际应用中，测温传感器通常应用Pt1000或者Pt300，测速传感器一般使用Pt20。由于在 t℃时，两种传感器的电阻变化幅度并不相同，这样就造成电桥的不平衡，导致电桥连接比较器输入端的电压不同，从而触发新的加热动作。

 

其中，qm热式气体质量流量计瞬时流量值，kg/s；K是流量计出厂标定的修正系数值；?P 热式流量计电桥加热功率，kJ/s；Cp测量气体介质的定压比热容，kJ/(kg.℃)；?t 热式流量计两个传感器的温差值，℃；qVN是气体介质的标况体积流量，Nm3/h；ρN是气体介质的标况密度值，kg/m3。

由式（1）、式（2）可见，对于不同管径下的气体测量，确定气体介质的前提下，通过标定修正系数K值就能实现现场瞬时流量和累积流量的计量。

 

热式气体质量流量计应用两个热电阻传感器（分别测流速和测工况温度），并通过电桥电路调整两个传感器至恒温差效果；通过标定不同流速下电桥电路的加热功率，实现热式气体瞬时流量的准确计量；通过采用电路仿真的方法对电桥电路的复杂工作过程进行了测试，测温传感器在不同的工况温度下，仿真不同气体流速下测速探头的实时温度值，验证了仪表标定可行性。热式气体质量流量计是具有较高的灵敏度和重复性的工业计量仪表，尤其适用在大管径、低流速的工业场合。