淺析插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)優(yōu)勢及不足
插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是一種常用的氣體流量計(jì),可直接測量氣體的體積流量,一般應(yīng)用于較大管徑,除測量潔凈氣體外還可測量存在一些塵粒的粗放氣體,如煙道氣等,如下:
(1)取暖通風(fēng)空調(diào)業(yè):在國外暖通業(yè)也是熱式氣體流量計(jì)的主要服務(wù)對象,包括有無流通的監(jiān)控(流量開關(guān))和通風(fēng)量的測量控制(流量計(jì))。
(2)公用事業(yè)給水和污水治理應(yīng)用于給水工業(yè)的原水水處理殺菌凈化過程中氯氣、臭氧和氨氣等流量測量和控制;污水治理;曝氣凈化過程中空氣和處理過程中產(chǎn)生氣體的測量控制。
(3)能源工業(yè)應(yīng)用于測量天然氣、鍋爐通風(fēng)鼓風(fēng)空氣、儲罐管線排氣等。在煤粉/空氣配比過程中,測量和控制空氣流量。
(4)氣體連續(xù)排放監(jiān)控(CEM)環(huán)境保護(hù)要求控制鍋爐燃燒煙道氣中S02和NO的排放總量,由流量儀表和分析儀器等組成CEM系統(tǒng)進(jìn)行測量。
(5)其他工業(yè)應(yīng)用如水泥業(yè)豎式磨粉排放熱氣、燃料電池工廠各種氣體等。
插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)具有廣泛的應(yīng)用,被廣泛普及各個行業(yè),其傳感器部分由兩個基準(zhǔn)級鉑電阻溫度傳感器組成,采用橋式環(huán)路,一個傳感器測量流量溫度,另一個傳感器維持高于流體溫度的恒溫差,可以在高溫和高壓條件下進(jìn)行流量測量。
插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是利用熱傳導(dǎo)原理測流量的儀表,利用兩個分別置于氣流中帶有不銹鋼套管保護(hù)的鉑電阻溫度檢測探頭S1和S2,其中探頭S1測氣體氣流溫度,另一探頭S2置于恒熱源HTR旁,檢測被氣流帶走熱量后的溫度,兩探頭之間存在溫差。氣體流過探頭時帶走熱量和氣體質(zhì)量流量成比關(guān)系,也和探頭間溫差有關(guān),流量越大,兩探頭之間溫差越小,通過測量溫差就可測量氣體質(zhì)量流量。這種方法稱作溫度差測量法,探頭外形是圓柱形。
通過了解插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的原理,分析其具有的那些優(yōu)勢和不足。
優(yōu)勢:
(1)寬量程比,可測量流速高至 100Nm/s 底至 0.5Nm/s 的氣體,可以用于氣體檢漏;
(2)傳感器無活動部件和壓力傳感部件,不受震動對測量精度的影響,抗震性能好,測量可靠性高;
(3)無壓力損失或壓力損失很小。
(4)測量氣體流量時,常以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量單位表示,介質(zhì)溫度/壓力變化幾乎不影響所測量值。若標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度恒定(即組分不變),則類似于質(zhì)量流量計(jì);
(5)插入式安裝方式,不需停產(chǎn)即可安裝和維護(hù),使用維修方便;
(6)支持多種通訊方式,如RS485通訊,MODBUS協(xié)議等,可以實(shí)現(xiàn)工廠自動化、集成化。
缺點(diǎn)
(1)響應(yīng)慢,被測量氣體組分變化較大的場所,因cp值和熱導(dǎo)率變化,測量值會有較大變化而產(chǎn)生誤差;
(2)對小流量而言,儀表會給被測氣體帶來相當(dāng)熱量,造成測量誤差;
(3)對脈動流在使用上將受到限制;
(4)儀表系數(shù)隨氣體種類或混合氣體組分而變,不能測量質(zhì)量熱容(比熱容)變化的流體。因氣體種類或組分改變,其定壓比熱容Jp和熱傳導(dǎo)系數(shù)隨之而變,影響測量值。更不能用于混相流體或可能產(chǎn)生相變流體。
(5)當(dāng)一些氣體中有少量液體的情況下,就可能出現(xiàn)精度不高,而且其主要的運(yùn)用是熱擴(kuò)散,如果氣體的冷卻速度快也會對測量造成一定的影響。
使用注意事項(xiàng):
插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)利用發(fā)熱體(加熱器)和流體(氣體)之間的熱傳遞現(xiàn)象來進(jìn)行流量測量。由于氣體種類的不同,熱物性也不相同,因此傳感器的靈敏度也各不相同,用于修正各種氣體的靈敏度差異的系數(shù)稱為轉(zhuǎn)換因子,要用于其流量計(jì)已校準(zhǔn)的氣體以外的種類的氣體時,務(wù)*轉(zhuǎn)換因子乘以輸出來修正。