熱式氣體質(zhì)量流量計的選型及工作原理
來源:江蘇匯川儀表有限公司
2013年08月13日 09:48
熱式氣體質(zhì)量流量計的選型一、量程選擇和通徑選擇;1.查表法:表一:空氣質(zhì)量流量范圍選擇表。表二:四種常用氣體的標(biāo)定流量范圍選擇表。表三:通用氣體流量上限值。為了檢定和使用方便,儀表出廠時對量程進(jìn)行規(guī)范和檢查。量程上限值,將在標(biāo)牌和檢定證書中體現(xiàn)。2.量程上下限的確定:(一)下限的確定:因為熱式氣體質(zhì)量流量計下限能測量極低的流速,如0.05m/s,所以在選型中,不必考慮下限。(二)上限的確定:一般選擇高一些為好,應(yīng)有20%以上余量。因為實際流量容易估算錯誤u(三)混合氣體量程:對于混合氣體,用戶應(yīng)給出標(biāo)方和混合氣體的摩爾比值,然后由廠家確定量程。一般用空氣或氮氣標(biāo)定,然后乘以一個轉(zhuǎn)換系數(shù)。(四)防爆產(chǎn)品上限:zui大流速小于34m/s。
二、安裝方式選擇:管道式安裝和插入式安裝;1.在煤氣行業(yè),當(dāng)管道內(nèi)徑<Φ250時,一般都采用管道式安裝。1.在直徑小于Φ250管道內(nèi),一般采用累計流量標(biāo)定,結(jié)構(gòu)上常用管道式。3.當(dāng)口徑大于Φ250時,采用瞬時流量標(biāo)定法,即采用風(fēng)洞進(jìn)行標(biāo)定,所以都是插入式結(jié)構(gòu)。4、如果現(xiàn)場管道已安裝好,又沒有安裝法蘭,就只能是插入式結(jié)構(gòu)。對Φ250以內(nèi)口徑產(chǎn)品仍然可用累計流量方式標(biāo)定,Φ250以上口徑是瞬時流量標(biāo)定方法。5、根據(jù)操作者個人習(xí)慣,希望檢修和安裝方便而采用插入式結(jié)構(gòu)。插入式結(jié)構(gòu)范圍可擴(kuò)充到Φ15---Φ2000mm。
三、結(jié)構(gòu)類型選擇:*種為一體化結(jié)構(gòu),即傳感器,變送器,顯示部分為一體,供電為220VAC或24VDC。顯示部分相當(dāng)于一臺流量積算儀,顯示瞬時流量和累計流量,設(shè)置報警點和輸出線性4--20mA信號。第二種為分體式結(jié)構(gòu),即傳感器、變送器和顯示部分分離,顯示部分為一臺獨立的智能流量積算儀,顯示瞬時流量和累計流量,設(shè)置報警點和輸出4--20mA信號。兩部分通過三根線聯(lián)結(jié),變送器為三線制。第三種為鎧裝型。即傳感器為鎧裝,直徑10以內(nèi),根據(jù)管道尺寸,因插深不同可選Φ10、Φ8、Φ6傳感器外徑、固定方式為帶3/8球閥和卡套密封結(jié)構(gòu)。變送器和傳感器分離,并且用1m電纜相連,變送器獨立安裝在管道旁。第三種結(jié)構(gòu)為特殊訂貨,在選型表中沒有此項。
四、儀表輸出類型選擇:1.線性輸出;2.量程的某一段在線性輸出;3小信號切除;4.輸出濾波;5通訊接口。
五、計量單位及流量換算表:一般選擇質(zhì)量流量單位,即kg/h。選擇標(biāo)方單位即Nm³/h。為了比較,需要把工況體積單位m³/h換算成Nm³/h。當(dāng)流量很大時,選擇t/h或Nm³/h。當(dāng)流量很小時,選擇標(biāo)準(zhǔn)毫升/分即ml/min。符號SCCM。選擇標(biāo)準(zhǔn)升/分即L/min,符號SLM。標(biāo)準(zhǔn)立方米符號SM³/min。
六、傳感器材料的選擇:大多數(shù)供貨采用1Cr18Ni9Ti,如有特殊要求,請在定貨時和廠家協(xié)商。
七、特種熱式氣體質(zhì)量流量計供貨范圍(軍用、科研、配套):(1)高頻(快速反應(yīng))傳感器;(2)防塵傳感器;(3)流場測量用探針;(4)設(shè)備配套型號。
熱式氣體質(zhì)量流量計工作原理:是利用熱傳導(dǎo)原理測量氣體質(zhì)量流量的儀表。熱式氣體質(zhì)量流量計的傳感器由兩個基準(zhǔn)級熱電阻(鉑RTD)組成。一個是質(zhì)量速度傳感器T1,一個是測量氣體溫度變化的溫度傳感器T2。當(dāng)這兩個RTD置于被測氣體中時,其中傳感器T1被加熱到氣體溫度以上的一個恒定的溫差△T,另一個傳感器T2用于感應(yīng)被測氣體溫度。當(dāng)氣體流過,電子單元感應(yīng)△T的減少并且增加能量以維持恒溫差△T當(dāng)氣體流量減少,電子單元減少對加熱探頭的能量供應(yīng)。對加熱探頭的總能量供應(yīng)正比于氣體質(zhì)量流量,微處理器輸出線性信號隨著氣體質(zhì)量流速的增加,氣流帶走更多熱量,傳感器T1的溫度下降,要維持T1、T2恒定的溫度差,T1的加熱功率就要增大。此熱傳遞正比于氣體質(zhì)量流速(密度*流速)。根據(jù)熱效應(yīng)的金氏定律,加熱功率P、溫度差△T(T1-T2)與質(zhì)量流量Q有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
P/△T=K1+K2f(Q)K3
K1、K2、K3是與氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)