Термальный массовый расходомер

Температура на датчиках варьируется в зависимости от массового расхода.

Тепловые массовые расходомеры , также известные как термодисперсионные или погружные массовые расходомеры, представляют собой семейство приборов для измерения общего массового расхода жидкости, в первую очередь газов, протекающей через закрытые трубопроводы. Второй тип — это тепловой массовый расходомер с капиллярной трубкой. Многие регуляторы массового расхода (MFC), сочетающие в себе массовый расходомер, электронику и клапан, основаны на этой конструкции. Кроме того, тепловой массовый расходомер может быть построен путем измерения разницы температур на кремниевом МЭМС-чипе.

Оба типа измеряют массовый расход жидкости посредством тепла, передаваемого от нагретой поверхности к текущей жидкости. В случае расходомера термодисперсионного, или погружного, типа тепло передается пограничному слою жидкости, текущей по нагреваемой поверхности. В случае капиллярного типа тепло передается основной массе жидкости, протекающей через небольшую нагретую капиллярную трубку. Принципы работы обоих типов являются термическими по своей природе, но настолько существенно различаются, что требуются два отдельных стандарта. Кроме того, их применение сильно различается. Расходомеры термодисперсионного типа обычно используются для измерения общих потоков промышленных газов в трубах и воздуховодах, тогда как капиллярные расходомеры в основном используются для небольших потоков чистых газов или жидкостей в трубах. Этот тип наиболее широко используется для тепловых массовых расходомеров в промышленности. Тем не менее капиллярный тип не является предметом данного обсуждения.

История термодисперсионного массового расходомера

Создание термодисперсионных массовых расходомеров приписывают Л.В. Кингу, который в 1914 году опубликовал свой знаменитый закон Кинга, показывающий, как нагретая проволока, погруженная в поток жидкости , измеряет массовую скорость в точке потока. Кинг назвал свой прибор «анемометром с горячей проволокой». Однако только в 1960-х и 1970-х годах наконец появились термодисперсионные массовые расходомеры промышленного уровня.

Промышленное применение

Основная причина, по которой тепловые массовые расходомеры популярны в промышленности, заключается в том, как они спроектированы и изготовлены. Они не имеют движущихся частей , почти беспрепятственно проходят по прямому пути потока, не требуют корректировки температуры или давления и сохраняют точность в широком диапазоне скоростей потока. Прямые участки труб можно сократить за счет использования двухпластинчатых элементов регулирования потока , а установка очень проста с минимальным проникновением в трубы.

Однако во многих случаях термические свойства жидкости могут зависеть от состава жидкости. В таких случаях изменение состава жидкости во время реальной эксплуатации может повлиять на измерение теплового потока. Поэтому поставщику теплового расходомера важно знать состав жидкости, чтобы можно было использовать правильный калибровочный коэффициент для точного определения расхода. Поставщики могут предоставить соответствующую информацию о калибровке для других газовых смесей, однако точность теплового расходомера зависит от того, совпадает ли фактическая газовая смесь с газовой смесью, используемой для целей калибровки. Другими словами, точность теплового расходомера, откалиброванного для данной газовой смеси, будет ухудшаться, если фактический текущий газ имеет другой состав.

Внешние ссылки

• Интерактивные расчеты расхода и процедуры создания физических свойств на основе базы данных 800 жидкостей.