气体流量计:测量气体流量的仪器-中文百科频道

简介

热式气体质量流量计采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。其典型传感元件包括两个热电阻（铂RTD），一个是速度传感器，一个是自动补偿气体温度变化的温度传感器。当两个RTD被置于介质中时，其中速度传感器被加热到环境温度以上的一个恒定的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。流经速度传感器的气体质量流量是通过传感元件的热传递量来计算的。气体流速增加，介质带走的热量增多。使传感器温度随之降低。为了保持温度的恒定，则必须增加通过传感器的工作电流，此增加的部分电流大小与介质的流速成正比。

分类

测量气体的流量计有很多种，根据现场的工况条件要选择对应和适合的流量计才是最佳。测量气体的流量计有涡街流量计、V锥流量计、金属浮子流量计、孔板流量计等。下面逐一介绍各种常用的气体流量计。不管哪种气体流量计，选型前都必须提供详细的技术参数：管道内径、介质（混合气体需要提供介质成分比）、温度、压力、流量范围、供电要求、显示配置、信号输出、管道材质以及一些现场需要条件。这个是正确选型的重要条件，直接影响到流量计能否在现场正常使用以及是否合理的满足现场测量需求。下面介绍下常用的几种气体流量计。

产品特点

热式气体质量流量计既可进行气体流量计量工作,也可用于过程控制领域。HKTMF型引进美国先进技术生产，无须温压补偿，直接测出流体的质量流量。它的突出特点是：没有可动部件；压力损失小；量程比宽；精度高；可靠性高；安装简单，操作方便。可以在所有领域全面替代孔板和差压式流量计。特别是计量精确，不受压力及环境温度变化的影响，属更新换代产品。从而克服了第一代机械涡轮式流量计易磨损，涡轮停转或滞转及计量精度差（尤其是医院集中供氧总表与分表计量不吻合）等致命缺欠，受到客户的一致好评。

结构简单，传感器内空无一物，无附加阻力损失坚固耐用抗磨损、可长周期保持足够高的测量精度，结合智能型二次仪表使用，弯管流量计完全可以用来作为计量考核仪表使用重现精度高，这个特点特别适用于过程流量和控制流量的测量焊接式安装方式，保证弯管传感器长周期、无泄露安全运行对直管段要求低，十分方便在狭小的装置内使用，适应性强配合不同的弯管材质和合适的几何尺寸，弯管流量计可以适应制碱系统绝大多数工艺介质和工艺条件的流量测量。

安装重点

气体流量计的选型安装要重点考虑的问题：

1、液化气体流量计是一种速度式流量计，漩涡分离的稳定性受流速影响，故它对直管段有一定的要求，一般是前10D、后5D；

2、测量液体时，上限流速受压损和气蚀现象限制，一般是0.5～8m/s；

3、测量气体时，上限流速受介质可压缩性变化的限制，下限流速受雷诺数和传感器灵敏度的限制，蒸汽是8～25m/s；

4、应力式液化气体流量计对振动较为敏感，故在振动较大的管道安装流量计时，管道要有一定的减震措施；

5、应力式液化气体流量计采用压电晶体作为检测传感器，故其受温度的限制，一般为-40～+300℃。

安装要求

1．前后直管段长度。保证进口直管道≥20×DN；出口直管道≥5×DN。

2．安装位置。保证流动方向与仪表壳箭头方向一致。同时保证安装垂直。

3．插入深度。管子部分沿其长度，配有刻度尺。安装传感器时，刻度尺是很重要的。要使调整接头的顶部对准刻度尺上的值。

注意事项

根据这种仪表的原理、性能，结合我们的使用经验及测试情况下面几个方面值得注意：

1．当仪表的工作条件变换时(如变更介质、环境温度大幅度变化等)，对仪表的零位应重新加以调整。同时，仪表的导管必须水平安装，要用水平仪校准。否则将增大工作条件变化对零位漂移的影响。机架更不可有震动或摇摆等情况故不宜在船舶上使用。

2．对相当于0—100kg/cm2压力、0～7标升/小时流量(空气)范围内的大量测试数据进行关联运算，用最小二乘法原理求直线回归方程，其相关系数λ值均在0.999～0.9999范围内，证明仪表具有良好的线性度。但线性度与量程大小有着流量越大，非线性越严重，所以一般把量程限定在0～4标升/时(空气)以内，以确保良好的线性度。为了能测量大流量而又保证线性度，可采用分流原理来扩展仪表的量程。如采取旁路管、文丘利管、孔板等配合使用，量程可分别扩大到每小时几十、几百、几千标升，直至几万标立方。

3．虽然真实气体的比热随压力的不同而有变化甚至某些气体的变动幅度还比较大(见表1)，但仪表的测量精度仍能保持桂一定范围内(见表2)。

4．导管材质的选择，除了考虑耐腐蚀性以外，以选用导热性能较好的材料为佳。以测目氮气为例，同样在0—100kg/cm2压力及0～7标升/小时流量的范围内测试，用镍管的测量精度为2～2.5%而用不锈钢的则为3～4%(镍的导热系数约为不锈钢的三倍)。

5．由于气体流量计必须在气体比热相对稳定的情况下才能进行正常工作所以凡是气体成分不稳定、气体中央带雾沫以及工作条件逼近气体的液化临界区等情况由于比热值很不稳定，均不宜使用这种仪表。如乙烯液化的临界点是50 kg/cm2、9.9℃，在测试时发现压力超过30 kg/cm2时，仪表读数就开始失稳了。

6．若改换了一种气体介质，最好重新进行标定。在仪表的说明书里，常介绍不重新标定，而仅根据两种气体的比热来换算未经标定的气体流量虽简单方便，但会造成较大的误差，尤其是在高压下工作时，我们发现仪表的灵敏度并不完全与比热成正比关表，更以重新标定为妥。

7．本仪表在使用前必须先开机预热，在未充分预热前，仪表上作不稳定。比较好的机型，其开机预热时间在两小时以内。

8．在使用过程中，当气体流量突然改变时，须通过热量的传送，管内温度重新分布，所以输出讯号的重新稳定需要一定的时间。为了能减小这种滞后现象，制造厂常在仪表的电气线路中加设微分网络，以使输出讯号快速反应。这在与其他仪表配合作流量自控时尤为必要。