气体流量计生产厂家

24小时在线服务
当前位置:2019亚洲杯下注 > 选型手册 >

热式气体质量计|厂家价格|工作原理|结构说明

时间:2018/06/06来源:未知

摘要:本章先容了热式气体质量流量计的发展历程和测量原理。综述了热式气体流量测量产品的研究现状与发展趋势。
厂家价格:

价格
¥ 350.00~12050.00元
起批量 ≥1 
规格选型:
产地 江苏 是否进口 订货号 WF-30001598
加工定制 品牌 HY 型号 WF-3000
类型 热传导式 测量范围 0.028-25000(m3/h) 精度等级 1.5
公称通径 10-300(mm) 适用介质 各种干燥性气体,天然气,压缩空气等 工作压力 1.6(MPa)
热式气体质量计|厂家价格|工作原理|结构说明

   1、热式气体质量流量测量的发展历程:
   热式气体质量流量测量是基于加热元件在气体流动中的热传递。在热传递的过程中,气体流动引起管道内加热元件温度的变化,这个变化量与气体的流速和环境温度有关。
    热式质量流量测量起源于20世纪初的热线风速仪(Hot-WireAnemometer)。早期的热式质量流量计(Thermal Mass Flowmeter)是一种热接触式流量计,由美国的托马斯于20世纪初设计完成,主要用来测量较大的气体质量流量.该热式质量流量计的测量方法是在气体管路中放入电加热丝,同时设置2个电阻温度计对称分布在加热丝的上下游,用来测量上下游温度差△Te测量中温差与流量之间的关系成反比,工作在图 2.1的S:段.由于托马斯流量计直接将加热线圈和测温元件放入气体中与气体直接接触,不能解决腐蚀、磨损以及防爆等问题,使得在工业应用中受到了限制。20世纪70年代初,基于测量气体温度分布的热分布型TMF得到了迅速的发展,主要用于微小气体质量流量的测量[I21.测量方法是在测量管道的上下游放置2个电阻,该电阻既是加热电阻又是测温电阻,当气体通过该管道时,上游管道温度减小,下游管道温度增加,产生温差△ T.在一定流量范围内,质量流量与温差成正比,即工作在图2.1的S1段。
图2. 1流量与温差的关系

图2. 1流量与温差的关系
    随着科学技术的发展,测量管道的口径不断扩大,对气体质量流量检测已日益迫切.1992年Kurz经过对热式流量计的结构重新设计,在接触式流量计的基础上,设计了一种浸入型的TMF,并得到了快速的发展。该测量方法是在测量管路中插入2个探头,分别用于测量气体的速度与流体的温度,流动的气体换热所带走的热量与提供给速度探头的电功率相等。
    目前热式质量流量计按结构原理可以分为以下2种:    1)热分布型热式质量流量计(CTMF)    CTMF是一种非接触式的流量仪表,主要用于微小气体质量流量的测量和控制,同时带分流的热分布型TMF能够将气体流量的测量范围扩展到较大的水平.    2)浸入型热式质量流量计(ITMF)    ITMF直接将加热器和温度探头浸入到被测气体中,用于气体质量流量的测量。ITMF包括插入型TMF和在线型TMF。插入型TMF主要用于大管道气体流量的测量,而在线型TMF用于中等管道的流量测量.    与CTMF相比,ITMF具有坚固的结构,较大的量程比,较高的精度以及快速的响应时间等优点,更适合工业应用。

2. 2、热式气体质量流量测量的基本原理:
2. 2. 1、传热原理:
    热式气体质量流量测量的物理基础是热传递。由传热学可知,热式气体流量测量中传感元件存在四种形式的传热,包括强迫对流传热、自然对流传热、导热传热和辐射传热。
   1)强迫对流传热Q强    由于传感元件通过测量气体流动而造成的温度变化来反映气体的质量流量的,所以气体流动时产生的强迫对流传热对传感元件换热的影响***大,起主要作用.从传感元件的表面通过强迫对流换热带走的热量可表示为:
计算公式
  式中q强为强迫对流传热所产生的换热量,h为强迫对流平均传热系数,A为换热表面积,T,w为传感器热膜的表面温度(℃),Tr为气流的温度(℃).
   2)自然对流传热Q自    对流换热中还存在自然对流传热。气体从传感元件的表面通过自然对流换热所带走的热量可表示为:
计算公式

式中人为自然对流平均传热系数。    在传感元件中强迫对流传热和自然对流传热是并存的,强迫对流传热起主要作用,只有当空气静止或流速很低时,自然对流传热才会起一定的作用。
   3)导热传热Q导    传感元件的导热主要为加热电阻通过基板向支撑件的热传导,可用下式表示,即:
  式中入为基板导热系数,s为基板导热面厚度,△T为加热电阻的温度Tw与支撑件的温度Tf之差。由于有对流换热的存在,支撑件与气流的导热可忽略.4)辐射传热Q副
  传感元件的辐射传热量为:
     Q=6ATw一T4)0(2-4)式中。为传感元件表面的辐射率为常数,A为辐射换热表面积。    在热式质量流量测量中,传感元件与流体之间的温差小于200°C,因此热辐射很小,可以忽略不计。对于热传导传热管而言,在设计传感器时已将传热值减至***小。当气流静止时,空气自然对流换热达到热平衡。当气流流动时,气流与传感电阻的换热以强迫对流的形式为主。

2、热式气体质量流量测量的工作原理:
    TMF是一种坚固型质量流量仪表,其结构如图2.4所示.在测量管路中插入2个探头,用于测量气体的速度与流体的温度,分别称为速度探头和温度探头。
图2.4热式流量仪表结构

图2.4热式流量仪表结构
    根据传热学原理,提供给速度探头的电功率等于流动的气体对流换热所带走的热量[2]。即:  
    Iwl, -- hAJ (Tw - T f )其中人为通过速度探头的电流,R*为速度探头的电阻,h是表面传热系数,A二是探头的表面积,T,是速度探头的温度,Tf是温度探头所测的气体温度。可表示为式[14].                        hAs=A+B(qm),(2-6)其中A,B是经验常数,‘为气体的流量。由式(2-5 )和(2-6)可得:
计算公式
    由此可看出在Tf一定的条件下,流体的流量9。是电流1,和温度T,的函数,只要固定这2个参数中的任何一个,都可以获得流量‘与另一个参数的单值函数关系。若电流IK,固定,则可根据速度探头的温度TK而得到流量qm,这种工作方式为恒流工作方式。若保持温度T.,即速度探头的温度恒定,则可根据流经速度探头的电流1}.测量流量,这种工作方式为恒温方式。恒温型测量电路具有易于使用,频率响应高,低噪声等一系列优点,应用领域广泛.
    图2.5为恒温型热式流量传感器的原理。测量电路采用惠斯顿电桥,速度探头和温度探头分布在一个电桥的两臂,通过运算放大器形成负反馈,保证流量传感器的工作温度恒定。温度探头用于对流体介质的的温度补偿。
图2.5恒温型热式流量传感器原理图

图2.5恒温型热式流量传感器原理图
3、传感元件:
   热式质量流量传感元件一般分为热线、热膜、热膜集成和铂膜电阻元件。
   1)热线元件    热线元件选用的金属丝材料,其尺寸选择取决于灵敏度、空间分辨率和强度等方面的要求,通常为钨丝或镀铂钨丝。金属丝线径d一般为5um,线长l一般为1mm。钨丝强度好,熔点温度高,但容易氧化.铂丝易脆,抗拉程度不好,但不易氧化.镀铂钨丝,兼具抗拉程度高,抗氧化程度强的优点.    热线元件的机械强度不高,能承受的电流较小,因此不适宜带有颗粒的气体中工作。
    2)热膜元件    热膜元件是由沉积在石英等热绝缘衬底上的0.01 ,um的铂金属构成。敏感元件膜是由阴极溅射法沉积而成的,传导材料层把热膜的终端连接到加热电流源。热膜通常覆盖了具用1~2 ,um厚的石英沉积层,保护了热膜免于粒子摩擦,如图2.1所示。
图2.1热膜元件

图2.1热膜元件
    3)热膜集成元件:
   基于MEMS技术,利用溅射方法在半导体硅片或陶瓷底片上形成多个铂膜电阻,分别作为微加热器和温度传感器.其工作原理是以流体的热传递为基础,通过计算加热电阻的热量损失来确定流量.图2.2为ST10集成元件内部结构。
图2.2集成热膜元件ST10内部结构

图2.2集成热膜元件ST10内部结构
    集成热膜元件具有灵敏度高,几何尺寸小,动态响应快等优点,而且稳定性好,精度高,压损小,一致性好。
   4)铂膜电阻元件    金属铂在真空条件下,采用溅射的方法沉积于陶瓷或玻璃基片上,常用的铂电阻为PT20。如图2.3所示。
图2.3薄膜铂电阻示意图
图2.3薄膜铂电阻示意图
  薄膜铂电阻尺寸小,成本低,且具有测温范围宽、性能稳定等优点。


 

 HDRSL系列热式气体质量流量计是利用热传导原理测量流体流量的仪表,该仪表采用恒温差法对气体质量流量进行准确测量。热式气体质量流量计具有体积小,数字化程度高,安装方便,测量准确等优点。
 
一、产品的技术优势:
1、专有流量数据模型算法;模糊理论控制温度、湿度算法;
2、高性能智能微处理器及模数、数模转换芯片;
3、宽量程比100:1;大口径,低流速,压损可忽略;
4、直接测量质量流量,无须温压补偿;
5、低流速测量非常灵敏;
6、设计、选型方便,安装、使用简便;
7、适合各类单一或混合气体流量测量。
 
二、产品特点:
1、采用稳定性极高的专利技术铂RTD传感器
2、采用享有专有技术”平衡结构封装”,介质温度自补偿
3、专有算法,可实现高线性、高重复性、高精度
4、量程比宽100:1,可据用户要求可拓展
5、可实现大管径小流量测量,***小流量可测低至零,分辨率0.001m/s
6、无可动部件、振动影响可忽略
7、直管段要求不高1-2D
8、与介质的温度、压力无关
9、专有高温算法,介质温度可达+510℃,
10、采用高湿算法,实现高精度测量
11、对流量信号键入12点动态修正,内置10点修正
12、在线动态校正电流/电压输出
13、对粉尘等小颗粒不敏感
14、在线不断流装卸,维护方便
 
三、应用场合:
1、公用工程---电﹑气﹑ 水处理的监控
管道的气体;通用系统;沼气;煤气;天然气;液化气;锅炉预热空气
2、石油与天然气工业
能量交换;填井气回收; 燃气计量;气体质量分析;泄漏气测试;天然气测量;火炬气的监控
3、电力行业
燃料系统中气体分配过程中的气体测量;锅炉及辅助系统中各种气体的测量;燃气炉中气体测量;氢气测量;电厂高炉的一次风、二次风的测量
4、化学行业
烟气循环监测;采样系统中气体流量计量;引风机的气体流量计量;化肥厂氨气测量 ;电池工厂各种气体流量测量
5、冶金行业
钢铁厂加气测量;炼铁厂高炉煤气的测量;焦化厂焦炉煤气的测量;轧钢厂加热炉燃气(高炉煤气、焦化煤气、天然气等)的测量控制;热处理淬火炉等的氢、氧、氮等气体的控制
6、纸浆与造纸行业
废水处理系统中气体的测量;烟道流量监控;锅炉回收二次/三次空气;锅炉的燃气和空气送风测量
7、食品及医药行业
加工操作中新鲜空气的加入;啤酒厂中的二氧化碳处理;瓶子消毒器中的热空气的流量;热氧化过程中气体流量测量;通风系统;锅炉进气﹑废气﹑过程控制
8、环保
沼气利用过程中的气体测量;氯气处理过程中氯气气体测量;污水处理过程中曝气池的气体测量;烟筒烟道排气监测SO2和NOX的排量
9、其他行业
工厂压缩空气测量;煤粉燃烧过程粉/气配比控制燃料;水泥工业竖式磨粉机排放热气流量控制
 
四、性能指标:
1、测量范围:0.5—100Nm/s (20℃,101.33KPa)
2、准确度: ±1%的读数 ±0.5%满量程
3、量程比:通常100:1(取决于标定流量的范围)
4、管径范围: 15mm~6000mm
5、应用范围: 适合各类单一或混合气体。含尘、含沙、含湿气、各种腐蚀性气体
6、环境温度范围: -40℃~+85℃(无显示); -30℃~+70℃(有显示); 湿度小于90%RH
7、介质温度范围: -40℃~+100℃;-40℃~+200℃; -40℃~+450℃;-40℃~+510℃
8、传感器直径:ф3、ф2.5
9、插入式传感器探杆直径:ф19(标准)、ф16、ф12
10、传感器材质:316不锈钢、哈氏合金、钛
11、探杆材质(保护套): 316不锈钢(标准)、哈氏合金
12、双向测量介质流量
13、模拟量输出:流量:4-20mADC, 温度:4-20mADC, ***大负载:1000Ω
14、累积脉冲量输出
15、键入12段非线性修正,内置10段非线性修正
16、通讯:串口输出RS232/RS485
17、供电电源:24VDC/600mA;220VAC/2W;110VAC/3W
18、报警:1-2路继电器输出、5A/220V、5A/30VDC、键入设定
19、大屏幕LCD显示:七位瞬时流量,八位累积流量
20、过程压力:1.6Mpa(***大20MPa)
21、安装工艺形式:插入式(卡套、卡套+球阀、法兰连接)适用于DN80以上的管道安装,管道式(法兰、螺纹连接)适用于DN15以上的管道安装。
22、防爆等级:本安型(iaⅡCT5)、隔爆型(ExdⅡCT4)
23、防护等级:IP65
 
五、传感器参数:

管段传感器数据表 (螺纹连接)
内径
(mm)DN
重量
(Kg)
安装长度
(mm)L
连接螺纹
额定压力
(MPa)
带连接件
不带连接件
20
4.5
280
R3/4″
G1″
1.6MPa
25
4.7
280
R1″
G11/4″
40
5.0
280
R11/2″
G2″
注:DN<20mm时,传感器尺寸请咨询我企业
管段传感器尺寸表(法兰连接)
内径
(mm)DN
重量
(Kg)
安装长度
(mm)L
法兰尺寸(mm)
额定压力
(MPa)
D
D0
N×A
20
6.2
280
105
75
4×14
1.0
25
6.6
280
115
85
4×14
32
7.2
280
140
100
4×18
40
8.2
280
150
110
4×18
50
9.6
280
165
125
4×18
65
10.8
280
185
145
4×18
80
13.1
280
200
160
8×18
100
16.5
280
220
180
8×18
125
19.6
290
250
210
8×18
150
29.8
310
285
240
8×22
200
40
340
340
295
8×22
250
56
370
395
350
12×22
300
66
410
455
400
12×22
350
70
440
505
460
16×22
400
75
480
565
515
16×26
450
90
510
615
565
20×26
500
105
550
670
620
20×26
600
162
620
780
725
20×30
700
180
690
860
810
24×26
0.6
800
240
750
975
920
24×30
1000
390
890
1175
1120
28×30
1200
650
1030
1405
1340
32×33
1400
850
1160
1630
1560
36×36
1600
1150
1290
1830
1760
40×36
1800
1500
1430
2045
1970
44×39
2000
1890
1560
2265
2180
48×42
注: 表中只给出了1.0Mpa的额定压力,高于1.0Mpa时请咨询我企业
 
六、产品选型:

 

HDRSL

热式气体质量流量计

公程通径

-XX

100表示DN100

 

安装形式

G

管道式

C

插入式

1

螺纹连接

2

法兰连接

 

公称压力

A

0~0.6MPA

B

0~1.0MPA

C

0~1.6MPA

D

0~2.5MPA

E

0~4.0MPA

F

0~6.4MPA

G

0~10MPA

H

0~16MPA

 

工艺条件

0

普通

1

防腐

2

防爆

3

高温

 

输入信号

A

无输出

B

4~20MA

C

RS485 MODBUS

供电电源

1

220V AC

2

24V DC

 


常见问题
资料查询
价格咨询
江苏华云仪表有限企业
销售电话:0517-86996066
企业传真:0517-86883033
手 机:18915186518
E-mail:[email protected]
企业地址:江苏省淮安市金湖县工业园同泰大道99号
XML 地图 | Sitemap 地图