热扩散式流量计和热扩散式液位开关、流量开关
的工作原理是一样的, 区别为热式流量计只适用于气
体测量, 而热式流量开关适用于所有的流体测量, 包括
气体、油、水、浆体以及泡沫等热特性不同的流体的流
量测量和液位测量。
热式产品传感元件包括两个带不锈钢套管保护的
铂RTD 温度敏感元件: 一个为参考头, 感应介质的温
度; 另一个为测量头, 被电路部分加热。在两个铂
RTD 传感头之间存在着温差( 电阻差) , 这个温差通过
电路转换为电压信号。气体流过传感头时, 带走热量。
气体带走的热量和气体的质量流量成比例关系, 也和
传感头之间的温差有关, 流量越大, 两个传感头之间的
温差越小。通过测量温差, 就可得到气体的质量流量。
热式流量计包括一个热传感头和一个参考传感
头, 传感头外形是圆柱形, 根据传热学公式:
N U = hd / kf = C( Qv ] d / u) n ( cpu / k) 1/ 3
= CRenPr 1/ 3 ( 1)
式中: NU 为平均换热系数; C 为系数, 由Re 决定; h
为换热系数; d 为传感头直径, m; v ] 为流体速度,
m/ s; Q为流体密度, kg/ m3; u 为动力粘度, m2/ s; n 为
系数, 由Re 决定; cp 为比热容, J/ kg # e ; k 为导热系
数,W/ m # e ; Re 为雷诺数; Pr 为普朗特数。
圆柱形传感头的发热量:
Q = hA$ T = h # 2PdL # $ T ( 2)
式中: L 为圆柱形传感头的长度, m; $ T 为圆柱形传
感头和流体之间的温差, e ; A 为传感头表面积, m2.
由( 1) ( 2) 式得:
Qv ] = ( u/ d ) # [ 1/ ( C # P# L # k # Pr 1/ 3) ] 1/ n
# ( Q/ $ T ) 1/ n ( 3)
式中Qv ] 为气体的质量流量, kg.
由式( 3) 可知: 在一定的工作条件下, ( u/ d ) #
[ 1/ ( C # P# L # k # Pr 1/ 3) ] 1/ n 为常数, 质量流量Qv ] 和
( Q/ $ T ) 1/ n 成一定的比例关系。当Q 恒定, 气体质量
流量和温差成反比, 此种流量计称为恒功率流量计。当
$ T 恒定, 气体质量流量和加热功率成正比, 此种流量
计称为恒温差流量计。

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