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熱式質(zhì)量流量計在大口徑通風管道流量測量中的應用：

當前大口徑通風管道的流量測量主要是從能效、儀表安裝及維護等方面進行充分考慮，保證測量能夠滿足廠房運行要求。按結(jié)構(gòu)，應用最為廣泛的是插入式流量儀表和非接觸流量儀表，該類儀表可以最DA程度減小管道壓力損失、節(jié)省資源，方便后期設備維護。筆者主要探討熱式質(zhì)量流量計在大口徑通風管道流量測量中的應用，內(nèi)容主要在儀表結(jié)構(gòu)與原理分析、儀表技術(shù)發(fā)展及通風流量應用分析等方面。

1、熱式質(zhì)量流量計結(jié)構(gòu)與原理分析

熱式質(zhì)量流量計（Thermal Mass Flow，TMF）是一種基于熱傳遞原理實現(xiàn)管道流量測量的儀表，其理論基礎源于金氏定律，目前應用最 GUANG泛的是恒功率法和恒溫差法兩類儀表。金氏定律的工作原理是將兩個溫度傳感器置于管道流體中，其中一個傳感器用于檢測流體溫度T1，另一個傳感器經(jīng)一定功率的電加熱，使其溫度T2高于T1，隨著管道流體流動不斷帶走熱量，溫度T2降低，即可根據(jù)溫差求出管道的流量。

2、技術(shù)發(fā)展及通風流量應用分析

20世紀初，美國人托馬斯設計了一種用于氣體介質(zhì)的插入式流量測量儀表，非常適用于大流量的測量，這種流量計直接將加熱線圈和測溫電阻接觸被測氣體，因而不可避免地帶來腐蝕、磨損及防爆等一系列問題。到了20世紀50年代，開發(fā)出克服了托馬斯流量計缺陷的邊界層流量計，但流量測量結(jié)果容易受流體物性參數(shù)（如熱導率等）的影響。隨著科學技術(shù)的進步和發(fā)展，對工業(yè)生產(chǎn)所用的大口徑氣體流量的檢測需求越來越迫切。1992年，庫爾茲改進設計了一種新結(jié)構(gòu)的熱式質(zhì)量流量計，一經(jīng)問世便得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用于各領域的大口徑氣體管路流量測量，尤其是在通風管道領域應用更為廣泛。

我國對熱式質(zhì)量流量計的研究主要在2000年以后，礦冶研究院、中國科學院及華中科技大學等科研機構(gòu)與高校都在進行熱式氣體質(zhì)量流量計的研究，并取得了一定的成果，經(jīng)過近20年的研究和發(fā)展，國內(nèi)的熱式質(zhì)量儀表的技術(shù)研究也有了快速的發(fā)展。國內(nèi)熱式質(zhì)量流量計的市場應用中，國外產(chǎn)品占有率仍然較高，目前國內(nèi)只有為數(shù)不多的一些廠商在進行生產(chǎn)。

熱式質(zhì)量流量計應用的最大特點是精度高、量程比大、結(jié)構(gòu)簡單、壓損小、便于安裝維護、故障率低、準確性和重復性好，不受溫度和壓力影響，但儀表檢測的響應速度相對較慢。在大口徑通風管道中應用時，所測結(jié)果會受流場不規(guī)則流速分布的影響，需要對儀表檢測方案進行調(diào)整，如采用多點熱式儀表、增加檢測儀表數(shù)量等，以提高這類儀表在大口徑通風管道不規(guī)則流場應用的檢測精度。當前國內(nèi)外在熱式質(zhì)量流量計領域的研究方向主要集中在以下方面：

a.改進熱式質(zhì)量流量計的傳感器結(jié)構(gòu)，達到提升測量精度并增強環(huán)境適應度的目的；

b.研究信號的處理方法，如采取補償算法或者使用不同器件處理輸出信號；

c.改進開發(fā)多點熱式質(zhì)量流量計，以更加適應大口徑管道氣體流量的測量。

FC550思帕奇熱式氣體質(zhì)量流量計產(chǎn)品特點及技術(shù)參數(shù)介紹：

產(chǎn)品特點：

1、采用穩(wěn)定性JI高的技術(shù)鉑RTD傳感器
2、采用享有專有技術(shù)"平衡結(jié)構(gòu)封裝",介質(zhì)溫度自補償
3、專有算法,可實現(xiàn)高線性、高重復性、高精度
4、量程比寬1000:1,可據(jù)用戶要求可拓展
5、可實現(xiàn)大管徑小流量測量，小流量可測低至零,分辨率0.001m/s
6、無可動部件、振動影響可忽略
7、直管段要求不高1-2D
8、與介質(zhì)的溫度、壓力無關(guān)
9、專有高溫算法，介質(zhì)溫度可達+510℃，
10、采用高濕算法，實現(xiàn)高精度測量
11、對流量信號鍵入12點動態(tài)修正，內(nèi)置10點修正
12、在線動態(tài)校正電流/電壓輸出
13、對粉塵等小顆粒不敏感
14、在線不斷流裝卸，維護方便

技術(shù)參數(shù)：

◆測量范圍：0-120Nm/s（20℃，101.33KPa）
◆準確度：±1%的讀數(shù) ±0.5%滿量程
◆量程比：通常100：1（取決于標定流量范圍）
◆管徑范圍：10mm-3000mm
◆應用范圍：適合各類單一或混合氣體。含塵、含沙、含濕氣、各種腐蝕氣體
◆環(huán)境溫度范圍：-40℃~+85℃（無顯示）；-30℃~+70℃（有顯示）；濕度小于90RH
◆介質(zhì)溫度范圍：-40℃~+100℃；-40℃~+200℃；-40℃~+350℃
◆傳感器直徑：3、2.5
◆插入式傳感器勘探直徑：19（標準）、16、12
◆傳感器材質(zhì)：304、316不銹鋼、哈氏合金、鈦
◆探桿材質(zhì)（保護套）：304、316不銹鋼、哈氏合金
◆雙向測量介質(zhì)流量
◆模擬量輸出：流量：4-20mADC,溫度：4-20mADC，負載1000
◆累計脈沖輸出
◆鍵入12段非線性修正，內(nèi)置10段非線性修復
◆通訊：串口輸出RS232/RS485
◆供電電源：24VDC/600mA；220VAC/13W；110VAC/15W
◆報警：1-2路繼電器輸出、5A/220V、5A/30VDC、鍵入設定
◆大屏幕LCD顯示：七位瞬時流量，八位累計流量
◆過程壓力：1.6MPa
◆安裝工藝形式：插入式（卡套、卡套+球閥、法蘭連接），管道式（法蘭、螺紋連接）
◆防爆等級Exd II CT6
◆防護等級：IP65