热式气体质量流量计的工作原理
工业火炬排放气流量计量的3种流量计
工业火炬排放气流量计量的3种流量计工业火炬排放气流量的计量一直以来都是炼油、石化、化工和其他各类工厂的需求，近年来，能源管理部门对工业火炬排放气流量计量提出了新的要求，必须实现持续不间断计量。
随着企业内部精细化管理的不断深入，节能、减排对工业火炬排放气管理提出了更严格的要求，减少火炬气排放成为企业管理的重要任务之一。
结合各行业火炬排放气的工况及基础条件，最终选择出了热式气体质量流量计、毕托巴流量计、气体超声波流量计等3种流量计。
1、热式气体质量流量计热式气体质量流量计利用的是温差法测量原理，即利用流动中的流体与热源（流体中加热的物体）之间热交换关系测量流体的流量，主要用于测量气体。
该流量计的测量元件由两个RTD铂热电阻组成。
其中，一只RTD作为参考端，用于检测介质的当前实际温度；另一只RTD作为测量端，其内部装有一个独立的加热器，当传感器置于无流量的介质中时，由于测量端恒定功率加热的作用，将在两只RTD间形成一个温度差值（∆T）。
当介质流过测量端表面时，基于热传导原理，介质分子将带走测量端RTD表面的部分热量，而参考端RTD的温度将保持不变，进而造成两只RTD间温度差值的变化。
温差的变化与介质的流量及介质本身的热特性有关，较高的流速或密度较大的介质将加快两RTD间温差的变化，两个RTD之间的温差在无流量的状态下达到最大。
随着流量的增加，被加热的RTD冷却，温差就减小。
所以，根据两个RTD铂热电阻间温度差值的变化可以推算出介质的流量，通过线性化电路将温差的变化转换成与流量相对应的输出信号。
2、毕托巴流量计毕托巴流量计采用压差法测量原理，主要由节流装置、引压管线以及差压变送器组成。
当流体流经节流装置时，流体会在节流装置的作用下局部收缩。
流经节流装置后，流速会瞬间增大，压力陡然降低，在节流装置前后会产生一个差压，管道内流体的流量越大，节流装置前后的差压就越大。
差压的大小与流量、节流装置形式、流体的物理性质等因素有关。
热式气体质量流量计-360百科
热式气体质量流量计-360百科热式气体质量流量计是利用热扩散和热分布的原理，利用气体带走热量的多少来计算流量。
其测量结果受温度、压力变化影响较小，量程比可达到30∶1，安装方式为插入式，基本没有压力损失，适用于测量介质组分比较稳定的干燥气体的流量。
1、工作原理：大流量：热扩散原理，利用气体带走多少热量决定流量；小流量：热分布原理；2、系统组成：简单无活动部件、常温一体化、高温分体式；3、适用测量介质：干燥气体，介质组分稳定；4、系统误差：±1% 质量流量精度；5、系统智能化：多项参数修改，智能化；6、检定：工厂标定数据储存在仪表里，可以现场检定仪表性能，结果可溯源；7、量程比：大量程比，保证精度的前提下30∶1；8、流量结果：质量流量，温度、压力变化影响小；9、温压补偿：不需要；10、安装：小口径：管道式；大口径：插入式；安装简单快捷：不需要保温\导压管路，前后；直管段：3D/5D；安装成本低：在管道360范围内任何角度都可以安装；11、维护：属于免维护型，如需维护，可以实现在线不停产插拔维护；12、工厂标定：密闭环路模拟实际工况标定每一台都要实际标定；13、响应时间：1s；14、压力损失：插入式基本没有压力损失；15、系统重复性：重复性较好；16、温度对测量系统精度的影响：在±25℃范围内，±0.04 %FS；在±25～50℃范围内，±0.06 %FS；17、压力对测量系统精度的影响：压力变化0.006895MPa，精度影响0.02% FS；18、系统造价：性价比非常高，小口径相对价格高，大口径比孔板产品还便宜。
热式气体质量流量计应用与安装
热式气体质量流量计应用与安装隨着技术的发展，热式质量流量计应用得越来越广，在此情况下，对热式气体质量流量计的应用与安装做一些分析，本文作出如下分析，仅供参考。
标签：热式气体质量流量计;制造原理;应用;安装一、前言本文主要通过对热式质量流量计的介绍，通过绍质量流量计的原理、特点、应用范围，流量计的运行要求，阐述热式气体质量流量计的安装技术要求和应用注意事项。
二、热式质量流量计工作原理热式气体质量流量仪表其制造原理有两种，第一种是在测量管上建立一个热分布场，当介质沿温度分布场流动时，热分布场便随之改变，依据其特点称为热传导分布式流量计，因热分布场的建立是在一个特制的管段上，也称为管段式;第二种是利用金氏定律制造的流量计，金氏定律描述了热消散（冷却）效应与流速、温度之间的关系，在制造结构上由于其检测部分插入所测管道内，因而称为浸入式。
2.1、基于热分布原理所制造的热式气体质量流量计热分布式气体质量流量计的原理如下图1所示。
其结构及元件的作用如下：（1）流量传感器：将绕组、电阻、检测元件集成一管段内构成传感器。
（2）绕组：检测与加热，与电阻一起组成电桥。
（3）测量管内壁;与被测流体直接接触。
（4）转换器：含恒流电流（5）和放大器（6），主要作用是提供加热电源并对电流信号检测与输出。
其工作过程为：恒流电源（5）一个恒定的电流，电流通过线圈时产生热量，热量通过线圈的绝缘层、测量管传导给所测量的流体的边界层，再通过边界层传导给测量管内和介质。
当测量管内介质无流速时，其温度分布见测量管轴向温度分布中Q=0的虚线所示，在流体的上下两端处于一种对称分布状态，其对称线为测量管的中心线，在这种状态下电桥处于一种平衡的状态，其电流输出为零;如果测量管内有介质流动时（沿箭头方向），流体将部分热量由上游沿着箭头方向带给下游，从而改变了温度的分布（温度分部见测量管轴向温度分布中实线所示），温度改变导致检测电阻值的改变，电桥处于一种不平衡状态，产生电流输出，由电桥测出两组线圈电阻值的变化，进而求得两组线圈平均温度差ΔT。
气体质量流量计工作原理
气体质量流量计工作原理气体质量流量计是一种测量气体流量的装置，它通过测量气体流经装置的质量来实现流量的测量。
其工作原理可以分为两个关键步骤，包括质量传感和流动测量。
首先，质量传感是气体质量流量计的核心部分，负责将气体流过来的质量转化为可测量的信号。
最常用的方式是使用热物理特性来实现质量传感，即利用热扩散和冷却效应测量质量流量。
基于热物理特性的质量传感，主要通过一个热丝电阻或热敏电阻来实现。
在整个气体质量流量计中，热丝电阻或热敏电阻位于装置的流道中，当气体流过时，热丝电阻或热敏电阻发出的热量会因为热扩散的原因而被气体带走，导致热丝电阻或热敏电阻温度发生变化。
在测量中，仪器会通过不同的控制机制保持热丝电阻或热敏电阻恒定的温度（通常称为“工作点温度”），这样可以保证测量结果的稳定性。
当气体流过时，热丝电阻或热敏电阻的温度会发生改变，进而使其电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，就可以计算出气体质量流量。
其次，气体质量流量计中的流动测量用于测量气体的流速，这是质量传感的重要前提。
流动测量的主要方法有多种，例如差压法、超声波法和旋涡测量法等。
差压法是基于流体静、动压差的原理，通过在气体流动通道两侧装置测压传感器，测量气体流动时产生的压差，再通过一定转换关系即可计算出气体流速。
超声波法则是基于超声波在气体中的传播速度与气体流速之间的关系来完成流速测量，通过发射和接收超声波的传感器就可以计算出气体流速。
旋涡测量法则是基于气体流过旋涡产生的涡轮，通过测量涡轮的转速可以推算出气体流速。
在进行流量测量时，质量传感和流动测量是密切联系的，只有两者的数据同时获取才能实现准确的气体质量流量测量。
因此，在气体质量流量计中，两个步骤的数据获取和处理是相互依赖的，需要考虑到传感器的响应特性、控制算法和信号处理等因素。
综上所述，气体质量流量计通过质量传感和流动测量实现对气体流量的测量。
质量传感通过热物理特性，测量气体流过时热丝电阻或热敏电阻的温度变化，从而获得气体质量的信息。
热式气体质量流量计的工作原理
热式气体质量流量计的工作原理热式气体质量流量计的工作原理热式气体质量流量计是一种通过测量气体传热能力来确定气体流量的仪器。
其工作原理基于热传导定律和恒温热源原理。
一、基本原理1. 热传导定律热传导定律是指在温度差的作用下，物质内部由高温区向低温区传递热量的规律。
根据此定律，可以通过测量物质中两点之间的温度差来确定物质中的能量传递速率。
2. 恒温热源原理恒温热源原理是指一个恒定温度的物体可以作为一个恒定的热源，从而使得在其周围流动的气体保持恒定的温度。
二、结构和工作过程1. 结构热式气体质量流量计主要由加热丝、测温丝、外壳和电路板等组成。
其中加热丝和测温丝分别被安装在管道内部，用于测量管道内部气体的传导能力。
2. 工作过程当气体通过管道时，加热丝不断地将热量传递给气体，使得气体的温度升高。
测温丝则用于测量管道内部气体的温度。
由于加热丝和测温丝之间存在一定的距离，因此在气体流过后，测温丝所测得的温度会有一个延迟。
根据恒温热源原理，当气体流量增加时，管道内部的气体流动速度也会增加。
由于气体流动速度的增加会导致测温丝所测得的温度变化更加迅速，因此可以通过比较不同时间点所测得的温度差来确定气体流量。
三、工作特点1. 精确性高热式气体质量流量计具有精确性高、响应速度快等特点。
其精确性主要取决于加热丝和测温丝之间的距离、电路板设计等因素。
2. 适用范围广热式气体质量流量计适用于多种气体介质，并可在较宽范围内进行流量检测。
同时，其结构紧凑、安装方便，可广泛应用于工业自动化、环境监测等领域。
3. 不易受环境影响热式气体质量流量计不受气体密度变化、湿度变化等环境因素的影响，因此具有较高的稳定性和可靠性。
四、应用领域热式气体质量流量计广泛应用于石油化工、食品医药、环保监测等领域。
例如，在石油化工生产过程中，热式气体质量流量计可用于测量管道内部液态或气态介质的流量，从而实现对生产过程的控制和优化。
在环保监测中，热式气体质量流量计可用于监测废气排放情况，从而确保环境保护的有效实施。
气体质量流量计原理
气体质量流量计原理气体质量流量计是一种用于测量气体流量的仪器，它将气体质量作为测量参数。
其原理基于热物理效应，可以用来测量各种气体的流量，广泛应用于化工、医药、冶金、航空等领域。
一、气体质量流量计的基本组成气体质量流量计主要由传感器、信号处理器、显示器和控制器四部分组成。
传感器是测量气体质量流量的核心部件，通常采用热毛细管技术、热膜技术或者微流控技术实现。
信号处理器接收传感器输出的信号，并将其转换为数字量，并进行校准、线性化等处理。
显示器将处理后的数据以数字或者图形的形式显示。
控制器则是对气体质量流量进行控制和调节的核心，通过控制阀门或者泵等设备实现。
二、热物理效应原理气体质量流量计的工作原理基于热物理效应。
当气体通过热丝或者热膜时，这个加热物体会失去一定的热量，且与气体流量成正比。
在气体流量不同的情况下，热丝或者热膜会产生不同的温度变化，进而实现气体流量的测量。
三、热毛细管技术热毛细管气体质量流量计是一种测量气体流量的传统技术。
其基本原理是利用热丝或者热膜加热毛细管中的气体。
通过测量热丝或者热膜的加热功率和温度变化，可以计算出气体的质量流量。
热毛细管气体质量流量计的特点是测量范围广，可以测量各种气体的流量。
热毛细管属于热敏元件，灵敏度不高，且在高速气流下容易受到干扰。
四、热膜技术热膜气体质量流量计是一种新型的传感器，其基本原理是采用热膜作为测量元件。
由于热膜的热导率比热丝低，因此在气体流动下，热膜的温度变化比热丝更为明显。
通过测量热膜表面温度的变化，可以得到气体质量流量的数据。
热膜气体质量流量计的特点是响应速度快、灵敏度高、输出信号稳定。
热膜的寿命较短，容易受到杂散热影响，需要经常进行校准和维护。
五、微流控技术微流控气体质量流量计是一种基于微流控技术的新型传感器。
其基本原理是通过微流道和微加热器等微观结构实现对气体流量的测量。
在气体流动过程中，微通道内的热量传递和质量交换等微观效应会影响气体温度和流速的变化，进而实现气体质量流量的测量。
热式流量计工作原理
热式流量计工作原理
热式流量计是一种常用的流量测量仪器，它利用热敏电阻或热电偶作为传感元件，通过测量流体对传感元件的冷却效应来确定流体的流速。
热式流量计的工作原理主要包括传感元件的加热和测量、流体对传感元件的冷却效应以及流速的计算三个方面。
首先，传感元件的加热和测量是热式流量计的核心。
当流体通过管道时，传感
元件会被加热，流体的流速会影响传感元件的冷却效应，从而改变传感元件的温度。
通过测量传感元件的温度变化，可以确定流体的流速。
传感元件的加热和测量需要一个稳定的加热电路和高精度的温度测量装置来实现。
其次，流体对传感元件的冷却效应是热式流量计工作原理的关键。
流体的流速
越大，对传感元件的冷却效应就越显著。
因此，通过测量传感元件的冷却效应，可以准确地确定流体的流速。
流体对传感元件的冷却效应受到多种因素的影响，包括流体的温度、压力、密度等。
最后，流速的计算是热式流量计工作原理的重要环节。
通过测量传感元件的温
度变化和流体对传感元件的冷却效应，可以利用数学模型计算出流体的流速。
流速的计算需要考虑传感元件的特性、流体的性质以及环境因素等多个方面的影响，因此需要进行精确的计算和校准。
总之，热式流量计通过测量传感元件的温度变化和流体对传感元件的冷却效应，来确定流体的流速。
它的工作原理涉及传感元件的加热和测量、流体对传感元件的冷却效应以及流速的计算三个方面。
热式流量计在工业自动化控制、环境监测、能源管理等领域有着广泛的应用，具有测量精度高、响应速度快、结构简单等优点，是一种重要的流量测量仪器。
热式气体质量流量计工作原理
热式气体质量流量计工作原理
热式气体质量流量计（或称热式流量计）是利用传感器受流体冷却效应变化来测量气体质量流量的仪器。
热式流量计通常由两个传感器组成，一个作为“加热器”，另一个作为“测温器”。
传感器通常采用可供直流通电的纯电阻丝或薄膜材料制成。
工作原理如下：
1. 加热器传感器：加热器被通电，使得传感器加热到设定温度，保持一个稳定的热平衡。
当气体流过加热器传感器时，气体带走了一部分热量，导致传感器温度降低。
2. 测温器传感器：测温器传感器位于加热器传感器的下游。
该传感器被设计为只测量气体的温度，而不受气体质量流量的影响。
3. 温差测量：通过测量加热器和测温器之间的温差来确定气体质量流量。
当气体流量增加时，气体带走的热量也增加，导致加热器温度下降更多，从而增加了加热器与测温器之间的温差。
4. 测量和计算：根据加热器与测温器之间的温差以及已知的加热器特性和气体性质，可以计算出气体的质量流量。
值得注意的是，热式流量计对气体的物性参数要求较高，如气
体密度、比热容等。
因此，在使用热式流量计时需要提供准确的气体物性参数，以获得更准确的流量测量结果。
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热式气体质量流量计的工作原理本文主要介绍热式气体质量流量计的工作原理，安装技术规范、调试方法以及应用注意事项和ST98A流量计在滨化热力公司锅炉中的应用及常见故障处理方法。
3、质量流量计插入深度等于管内径的1/2＋12.7＋管厚。
4、接线1）、出于安全因素的考虑，ST98特别要求220V AC电源采用三线制，其中一根接地线必须连接到流量变送器接线端子排的接地终端。
2）、因传统4～20mA的I/O产品对变频驱动设备等产生的高频噪声干扰较为敏感，且现场的电气高频噪声污染较为严重。
避免仪表信号传输回路遭受干扰，对输出信号电缆采用屏蔽电缆，且屏蔽层在靠近变送器一端接地，DCS机柜一端包裹保护起来。
5、现场传感器部分按照图三、四联接五、调试使用ST98流量变送器提供的RJ－12通讯串口与FCI的FC88通讯器进行链接通讯。
第一、将风机负荷调节至40％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值。
然后将传感器分别移至B和C点记录数据。
第二、将风机负荷调节至60％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值，然后将传感器分别移至B和C点记录数据。
第三、将风机负荷调节至80％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值。
然后将传感器分别移至B和C点记录数据。
把3个不同负荷下的9个数据相加除9，既为不同负荷下瞬时流量值。
示例：负荷40％点A位置三个数据分别为：365NCMH、500 NCMH、700 NCMH。
B位置三个数据分别为：200 NCMH、600 N CMH、900 NCMH， C位置三个数据分别为：800 NCMH、900 NCMH、1000 NCMH，9个数据相加，计算平均值是663 NCMH，这就是此管道的瞬时流量值，最佳安装点是A3或B2 。
若安装在A3点，K系数为663除以7 00所得值0.947。
若安装在B2点, K系数为663除以600所得值为1.105。
三种不同负荷状态下数据计算，可寻出最佳的安装位置以及流场分布点，便于减小误差。
六、菜单控制和结构1、大部分条目需要敲至少两个键：一个字母加[ENTER]键，或一个或多个数字加[ENTER]键。
2、所以有的用户条目由输入模式（input Mode）?<提示开始，只是当设备处于主功能模式下（这时需按[EN TER]选择条目）时除外。
3、 Y/N表示是（Y），保存或者改变参数，或否（N），不要保存或改变参数。
4、使用backspace（后退一格）[BKSP]键可以退后。
常用菜单选项表常用操作命令B.传感器平衡这一功能只有当安转了新的流量元件或必须进行标定时才能用。
要使设备正常工作，流量元件和电子部件必须平衡。
平衡意味着处于同一温度，流量元件中的RTD必须电阻相同。
由于RTD在物理特性上的差异，其中一个RTD的电流需要作调整，使两个RTD上的电压相同。
其间的差值要尽量接近零。
设备平衡既可以自动完成，也可以手动完成。
按[ENTER]将显示“输入密码（Enter Code）”输入密码加[ENTER]键，出现“输入温度值（Enter temp.#）”在输入温度值后，将显示“自动或手动（Auto or Manual）”以及“按A或M<”按[A][ENTER]将显示“xxx xxxx平衡（Balancing）”。
然后第1行将出现“已平衡（Balanced）”，第2行将出现“保存（Saved）!xxx”如果按了[M][ENTER],而不是[A][ENTER]，则将显示“输入平衡值（Enter Bala nce#）”的提示。
一旦输入了平衡值[xxx]，则平衡值在第1行出现，第2行则出现“保存！（Saved）”。
稍后几秒之后，第1行将出现“保存（Saved）！xxx”，第2行出现“输入模式？（Input Mode）<”。
（一般情况下，平衡值在234～237之间）N．软件重启初始化。
按[N][ENTER]将显示：“重新启动，请稍后！（Restar-Wait!）”，然后出现初始化显示：“FCIST98”，“正在初始化（initizlization）!”，“加热器启动（Heater On）！”，“版本（Version x.xx）”，“量程＝1. 000001”。
最后“输入模式（Input Mode）<”。
S.在用户存储区或工厂存储区进行储存和/或恢复按[S][ENTER]将显示“用户恢复（Restore User）”以及“从用户存储区（from USER SAVE）?”。
如果按“Y”，则显示“恢复页（Restore Page x）”，以及“请稍等（Please wait）”和“结束（Completed）！”，以及“重启！（Restart）”。
如果按了“N”，则显示“用户恢复（Restore User）”以及“从工厂存储区（from FACTO RY）？”。
然后的显示与从用户存储区恢复相同。
T.正常操作模式按T[ENTER]第1行将显示“53.0SFPS”，第2行将显示“70.8°F”（示例为默认单位）。
Z.量程修改（公制）按[Z][ENTER]将显示“E代表英制或（E for English）”“M代表英制或（E for Metric）”。
按[M][ENTE R]则下一个提示为“M SMPS.N NCMH”，后跟“或K KG/HR”。
按[N][ENTER] 则下一个提示为“R圆管或（R rou nd duct or）”，后跟“S方管（S retangular）<”。
按[R][ENTER]则下一个提示为“直径：Mn”“x.xxxxxx”，后跟“修改（change it）?<”。
按[Y][ENTER]并输入一个新值，否则按[N][ENTER]或[ENTER]。
如果按了[S][EN TER]，下一个提示为“Mn宽度（Wide）”“x.xxxxxx”，后跟“修改（change it）?<”。
按[Y][ENTER]并输入一个新值，否则按[N][ENTER]或[ENTER]。
下一个提示为“Mn高度（High）”，“x.xxxxxx”，后跟“修改（cha nge it）?<”。
按[Y][ENTER]并输入一个新值或按[N][ENTER]或[ENTER]。
下一个提示为“最大＝x.xxxxxx”，后跟“修改满量程（Change F.S）?<”。
按[Y][ENTER]并输入一个新值，否则按[N][ENTER]或[ENTER]。
下一个提示为“零＝x.xxxxxx”，后跟“修改（Chande it）？<”。
按[Y][ENTER]保存新值，否则按[N][ENTER]或[ENTER]。
下一个提示为“保存（Save）？<”。
按[Y][ENTER]保存新值。
最后一个提示为“输入模式（Input Code）？<”七、安装调试过程中的注意事项1、直管段要求安装时在流量计的上游直管段要求大于20D，下游直管段为10D。
2、确认流向ST98流量元件未端靠近封装的地方有一个小平面，在这个小平面上有一个指示流体流向的箭头（见图一），安装时应注意标有流向箭头的小平面与过程介质流动的方向平行，并是流向箭头指向过程介质流动的方向。
3、确认流量元件和电子线路部分的系列号一致流量元件和电子部分是配套的，如果系列号不符，将导致读数不精确，初次安装应特别注意。
4、避免将传感器安装在振动的管道上。
5、流量计输出数据和DCS操作站显示的数据计量单位要统一，如SCFM或NCMH、LB/HR或KG/HR。
6、流量计输出数据标定和DCS控制系统接受数据标定要一致，如4～20mA、0～20mA、1～5V DC、0～5V DC 或0～10C DC。
7、静电释放装置（ESD）本机电路板在出厂时，安装了静电释放装置，在安装时应引起高度重视，必须合理使用带有接地的兆欧电阻的护碗等装置。
因为流量变送器包含静电释放（ESD）敏感装置，在打开封装或处理电子线路板装置时，必须严格遵守ESD警告。
八、常见故障处理排除1、因传感器内部为2只电阻构成，所以故障可大致分为开路和短路两种现象，故障原因一般为传感器受到外伤害或振动导致。
下图为传感器各脚之间的电阻电压值。
TS2或就地接线终端的电压值2、根据内部电路原理推荐电阻速测法1对2电阻为0欧，2对3为1.1 KΩ，2对4电阻为1.1 KΩ，2对5电阻为1.1 KΩ，2对6电阻为1.1 KΩ，7对8电阻为110 Ω。
3、FC88显示的常见故障列表1、SENSOR ERROR （传感器故障）原因为：1、接线错误 2、导线松脱 3、加热RED或参照RTD断路或短路。
2、OVERTEMP HEAD （传感头温度过高）原因为：1、过程温度超限 2、传感器损坏3、UNDERTEMP HEAD （传感头温度过低）原因为：1、过程温度超限 2、传感器损坏4、OPEN HEATER （加热器断路）原因为：1、加热器电阻过大约170欧姆 2、传感器断路5、SHORTED HEATER （加热器短路）原因为：1、加热器电阻过小约90欧姆 2、传感器短路6、4―20MA无输出可进入设备输出检查程序查看。