FLRS熱式氣體質量流量計熱擴散技術和響應時間

熱擴散技術

▲西森FLRS熱式氣體質量流量計熱擴散技術

   SISEN采用的熱擴散技術的傳感元件包括兩個帶熱套管保護的電阻式溫度傳感器(RTD),測量氣體時一個電阻式溫度傳感器(RTD)被加熱，另一個電阻式溫度傳感器(參比RTD)用于測量氣體溫度。當傳器置于無流量的介質中時，由于加熱器的作用將在兩只RTD間將形成一個溫度差值(△T)。隨著介質的流動，基于熱傳導原理，介質分子將帶加熱RTD上的部分熱量，而參比RTD的溫度將保持變。

   加熱溫度傳感器的功率(P)、溫度差值(△T)和氣體質量流量(Q)存在如下函關系:

△P/△T=K1+K2 f(Q) K3

K1、K2、K3是與氣體物理性質有關的常數

   基于以上函數關系，按檢測變量的不同可分為溫度檢測法和功率測量檢測法。前者是指恒定加熱溫度傳感器的功率(P)提供熱量，測量隨流量而化的溫度差值(△T)，又稱恒功率法;后者是指保持加熱元件和被測流體溫度差(△T)恒定，控制和測量加熱溫度傳感器的功率(P)，功率消耗隨著流量增加而增大，又稱恒溫差法。

▲西森FLRS熱式氣體質量流量計熱擴散技術

   熱式氣體質量流量計是利用傳熱原理，即流動中的流體與熱源之間的熱量交換關系來測量氣體質量流量的儀表。

   按氣體對檢測原件的熱源的熱量作用可分為熱分布式效應和熱耗散效應。

   利用熱耗散效應(金氏定律)的熱式氣體質量流量計作為一種測量氣體質量流量的直接式質量流量計以其壓損低、流量范圍大、高精度及高重復性、無可動部件等顯著優點在國內外眾多行業工業過程控制中得到了長足的發展和贏得了青睞。

FLRS

   恒溫差法利用惠斯通電橋反饋電路控制加熱溫度傳感器的功率來保持加熱傳溫度感器和參比溫度傳感器之間的溫差恒定。加熱功率隨著流量增加而增大，但是受到電路本身和電阻最大加熱電流的影響，量程比得到制約；恒溫差忽略了氣體介質的溫度變化，在介質溫度變化較大的場合，氣體的熱流量系數和平衡常數的變化容易導致誤差。

▲恒溫差法

響應時間

   恒溫差法(CTA)和恒功率法(CPA)的響應時間是完全不同的，如右圖所示，CPA的響應時間取決于流體帶走熱量到其真實值的反應時間，而CTA則不同，基于恒溫差的兩個探頭在流體變化時引起的變化，要求計算程序必須馬上做出快速的響應。也因此提供了CTA的響應時間。

▲CTA和CPA的響應時間