氣體流量計:測量氣體流量的儀器-中文百科頻道

簡介

熱式氣體質量流量計采用熱擴散原理，熱擴散技術是一種在苛刻條件下性能優良、可靠性高的技術。其典型傳感元件包括兩個熱電阻（鉑RTD），一個是速度傳感器，一個是自動補償氣體溫度變化的溫度傳感器。當兩個RTD被置于介質中時，其中速度傳感器被加熱到環境溫度以上的一個恒定的溫度，另一個溫度傳感器用于感應介質溫度。流經速度傳感器的氣體質量流量是通過傳感元件的熱傳遞量來計算的。氣體流速增加，介質帶走的熱量增多。使傳感器溫度随之降低。為了保持溫度的恒定，則必須增加通過傳感器的工作電流，此增加的部分電流大小與介質的流速成正比。

分類

測量氣體的流量計有很多種，根據現場的工況條件要選擇對應和适合的流量計才是最佳。測量氣體的流量計有渦街流量計、V錐流量計、金屬浮子流量計、孔闆流量計等。下面逐一介紹各種常用的氣體流量計。不管哪種氣體流量計，選型前都必須提供詳細的技術參數：管道内徑、介質（混合氣體需要提供介質成分比）、溫度、壓力、流量範圍、供電要求、顯示配置、信号輸出、管道材質以及一些現場需要條件。這個是正确選型的重要條件，直接影響到流量計能否在現場正常使用以及是否合理的滿足現場測量需求。下面介紹下常用的幾種氣體流量計。

産品特點

熱式氣體質量流量計既可進行氣體流量計量工作,也可用于過程控制領域。HKTMF型引進美國先進技術生産，無須溫壓補償，直接測出流體的質量流量。它的突出特點是：沒有可動部件；壓力損失小；量程比寬；精度高；可靠性高；安裝簡單，操作方便。可以在所有領域全面替代孔闆和差壓式流量計。特别是計量精确，不受壓力及環境溫度變化的影響，屬更新換代産品。從而克服了第一代機械渦輪式流量計易磨損，渦輪停轉或滞轉及計量精度差（尤其是醫院集中供氧總表與分表計量不吻合）等緻命缺欠，受到客戶的一緻好評。

結構簡單，傳感器内空無一物，無附加阻力損失堅固耐用抗磨損、可長周期保持足夠高的測量精度，結合智能型二次儀表使用，彎管流量計完全可以用來作為計量考核儀表使用重現精度高，這個特點特别适用于過程流量和控制流量的測量焊接式安裝方式，保證彎管傳感器長周期、無洩露安全運行對直管段要求低，十分方便在狹小的裝置内使用，适應性強配合不同的彎管材質和合适的幾何尺寸，彎管流量計可以适應制堿系統絕大多數工藝介質和工藝條件的流量測量。

安裝重點

氣體流量計的選型安裝要重點考慮的問題：

1、液化氣體流量計是一種速度式流量計，漩渦分離的穩定性受流速影響，故它對直管段有一定的要求，一般是前10D、後5D；

2、測量液體時，上限流速受壓損和氣蝕現象限制，一般是0.5～8m/s；

3、測量氣體時，上限流速受介質可壓縮性變化的限制，下限流速受雷諾數和傳感器靈敏度的限制，蒸汽是8～25m/s；

4、應力式液化氣體流量計對振動較為敏感，故在振動較大的管道安裝流量計時，管道要有一定的減震措施；

5、應力式液化氣體流量計采用壓電晶體作為檢測傳感器，故其受溫度的限制，一般為-40～+300℃。

安裝要求

1．前後直管段長度。保證進口直管道≥20×DN；出口直管道≥5×DN。

2．安裝位置。保證流動方向與儀表殼箭頭方向一緻。同時保證安裝垂直。

3．插入深度。管子部分沿其長度，配有刻度尺。安裝傳感器時，刻度尺是很重要的。要使調整接頭的頂部對準刻度尺上的值。

注意事項

根據這種儀表的原理、性能，結合我們的使用經驗及測試情況下面幾個方面值得注意：

1．當儀表的工作條件變換時(如變更介質、環境溫度大幅度變化等)，對儀表的零位應重新加以調整。同時，儀表的導管必須水平安裝，要用水平儀校準。否則将增大工作條件變化對零位漂移的影響。機架更不可有震動或搖擺等情況故不宜在船舶上使用。

2．對相當于0—100kg/cm2壓力、0～7标升/小時流量(空氣)範圍内的大量測試數據進行關聯運算，用最小二乘法原理求直線回歸方程，其相關系數λ值均在0.999～0.9999範圍内，證明儀表具有良好的線性度。但線性度與量程大小有着流量越大，非線性越嚴重，所以一般把量程限定在0～4标升/時(空氣)以内，以确保良好的線性度。為了能測量大流量而又保證線性度，可采用分流原理來擴展儀表的量程。如采取旁路管、文丘利管、孔闆等配合使用，量程可分别擴大到每小時幾十、幾百、幾千标升，直至幾萬标立方。

3．雖然真實氣體的比熱随壓力的不同而有變化甚至某些氣體的變動幅度還比較大(見表1)，但儀表的測量精度仍能保持桂一定範圍内(見表2)。

4．導管材質的選擇，除了考慮耐腐蝕性以外，以選用導熱性能較好的材料為佳。以測目氮氣為例，同樣在0—100kg/cm2壓力及0～7标升/小時流量的範圍内測試，用鎳管的測量精度為2～2.5%而用不鏽鋼的則為3～4%(鎳的導熱系數約為不鏽鋼的三倍)。

5．由于氣體流量計必須在氣體比熱相對穩定的情況下才能進行正常工作所以凡是氣體成分不穩定、氣體中央帶霧沫以及工作條件逼近氣體的液化臨界區等情況由于比熱值很不穩定，均不宜使用這種儀表。如乙烯液化的臨界點是50 kg/cm2、9.9℃，在測試時發現壓力超過30 kg/cm2時，儀表讀數就開始失穩了。

6．若改換了一種氣體介質，最好重新進行标定。在儀表的說明書裡，常介紹不重新标定，而僅根據兩種氣體的比熱來換算未經标定的氣體流量雖簡單方便，但會造成較大的誤差，尤其是在高壓下工作時，我們發現儀表的靈敏度并不完全與比熱成正比關表，更以重新标定為妥。

7．本儀表在使用前必須先開機預熱，在未充分預熱前，儀表上作不穩定。比較好的機型，其開機預熱時間在兩小時以内。

8．在使用過程中，當氣體流量突然改變時，須通過熱量的傳送，管内溫度重新分布，所以輸出訊号的重新穩定需要一定的時間。為了能減小這種滞後現象，制造廠常在儀表的電氣線路中加設微分網絡，以使輸出訊号快速反應。這在與其他儀表配合作流量自控時尤為必要。