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CTMF型热式气体质量流量计的结构和原理
发布时间:2021-09-09 08:13:02

典型的毛细管热式质量流量计(CTMF)由表体和流量检测元件组成。流量检测元件安装在表体内与之构成一个整体。流经表体的一部分规定量的气体转入(旁通)流量检测元件,由此测出气体流量。

CTMF热式图1.png

简化的CTMF流量计如图1所示,典型的流量检测元件由一根薄壁管和两个温度传感器组成。加热器的设置取决于制造厂,可以和每个温度传感器组合在一起,也可以单独设置在流量检测元件的中部,即设置在气流上游的温度传感器(T1)与气流下游的温度传感器(T2)中间。

由一个精密的电源给流量检测元件提供恒定的热量。在流体静止的条件下,两个传感器测得的温度相同。当流量增大时,热量从上游传感器(T1)传向下游传感器(T2)。由一个桥路判读两者的温差,并由一个放大器提供流量输出信号。两个传感器之间的温差与质量流量成正比。

由于在较大流量下传导的热量过多,采用基本型CTMF流量计只能准确测量很低的流量,因此CTMF流量计常常和一个层流元件配合使用。层流元件放置在主管道中产生小压降。毛细管的两端与层流元件的入口和出口相连,产生一个较小的分流通过毛细管。这种结构可确保总的气流中有固定比率的气流流过毛细管用于测量。加热器和温度传感器通常放在毛细管上而不是主管道上。但在其它一些结构中传感器直接放在主管道上,即没有毛细管和层流元件。

CTMF热式图2.png

虽然CTMF流量计可以配法兰式管接头,但通常都配备螺纹管接头。这种CTMF流量计通常与检测元件下游的流量控制器配套成为一个质量流量控制器。电子接口同旁通回路一样位于同一单元内。一个典型的CTMF流量计结构如图2所示。

质量流量计按测量管内径分为细管型(也有称毛细管型)和小型两大类。小型测量管仪表只有直管型,内径为4mm; 细管型测量管内径仅0.2~0.5mm,稍大者为0.8~1mm,极容易堵塞,只适用于净化无尘气体。细管型仪表还有一种带有调节单元和控制阀等组成一体的热式质量流量控制器。所以检测该类流量计时需要高中压(一般是0.1MPa以上)的纯氮气(纯度为99.99%的高纯氮气)作为介质。一般质量流量计有两种显示方式:质量或在标准状态(0℃、101325Pa)下的体积量。