热式质量流量计概述

发布日期：2022-11-18 浏览次数：324

热式质量流量计概述

1. 热式质量流量计




质量流量计使用一种相对较新的测量原理，该原理近年来迅速普及，用于严格测量和可压缩流体应用（例如气体）作为考虑温度和压力的质量测量方法。质量流量计可大致分为科里奥利型和热式。这次，我们将介绍我们的热式质量流量计，主要用于测量除蒸汽以外的气体的流量，以及我们的流量传感器式质量流量计。




■ 热式质量流量计的历史 历史比较短，据说起源于NASA用于火箭研制的试验研究。之后，由于半导体制造业的高速发展，扩散炉等半导体成膜工艺取得了显着进步。近年来，以工厂节能为目的的基本单位管理、适当使用量管理、部门管理、燃料电池、医疗、生物技术等应用领域，燃气的商业交易，医院的燃气使用管理， etc. are rapidly expanding. 扩大。




■ 热式流量计原理 由于从原理公式上解释起来有些困难，我们在本节中简单说明一下。简而言之，就是利用气体的热扩散效应来测量流量的原理。这是因为传播的热量根据气体压缩的程度而变化，因此传感器本身具有与质量流量成正比的输出特性。由于气体是一种可压缩流体，过去广为人知的体积流量计需要使用博伊尔-查尔斯公式进行温度和压力校正才能进行精确测量。由参考流量调节的热式质量流量计可以高精度地测量质量流量。




■ 1.2. 热式质量流量计的分类




按测量传感器分层主要有毛细管式、热线式、半导体式（流量传感器式）。




(1)毛细管式




这是一种猜测型测量方法，其中在称为层流元件的整流部分设置旁路通道以测量流量。目前这种原理在热式流量计中最为常见，主要用于半导体制造过程中的气体控制。 由于气体与传感器部分不直接接触流体，因此可以测量腐蚀性气体，气体接触面可用电解抛光等方法清洗。另一方面，层流元件的压力损失大，无法测量低压气体，也有特性变大的缺点。




图1-1 气体微流量流量计




(2) 热线流量计




由于成本合理，该原则近年来发展迅速。该方法使用热线（加热器）和安装在管道中的温度传感器测量流速。过去，直管因为需要整流机构而被认为较长，但现在也开发了内置整流机构的丝网型和蜂窝型，也出现了一些不需要直管的产品。擅长测量较高流速范围，广泛用于测量压缩空气、氮气等流速相对于管径较大的气体。




图 1-2 从小到大气体流量的流量计




(3) 热电偶型




也叫热电堆式，字面意思是只测量热电偶的温度变化。测量通常在相对高速的范围内进行，并且使用许多方法，其中热电偶以类似于上述毛细管类型的结构直接插入传感器部分。主要用于测量高流速和大流量。




(4) 流量传感器类型




这是热方法中最新的方法。传感器部分是由硅晶片形成的半导体型流量传感器，由于元件微小，热容量小，因此测量范围比热式更宽。原则上可以进行双向流量测量，功耗低到可以用电池驱动。




图 1-4.1 微型流量传感器芯片




图1-4.2 微流量传感器测量原理（AA'截面）