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    熱式流量計恒溫差原理與恒功率原理差異


    發(fā)布時(shí)間:

    2020-07-07

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    熱式質(zhì)量流量計‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐恒溫差原理與恒功率原理差異   基于熱式流量傳感器的基本想法是任何介質(zhì)的流動(dòng)是吸收熱量的能力‐‐‐‐無(wú)論是空氣、 氣體或液體 ?,可以從熱傳遞或定義帶走的熱量來(lái)推斷。 ? 熱擴散原理: ?   目前利用熱擴散原理制造的流量計有兩種設計方法:一是:基于恒溫差技術(shù);二是:基 于恒功率技術(shù)。它們都是基于共同的數據模型:      ?P/△T=A+B(Q)N ?       其中:P‐‐‐耗散功率,            △T‐‐‐兩個(gè)傳感器之間的溫差, ? ?         Q‐‐‐質(zhì)量流量,N‐‐‐指數系數,A、B 是與氣體的熱性能有關(guān)的系數。 ?   對于某個(gè)確定的氣體,那么 N、A、B 都為一個(gè)與氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數。因此,方 程式中只有 3 個(gè)變量: ? P (耗散功率)、△T(兩個(gè)傳感器之間的溫差)和 Q(質(zhì)量流量)。由此發(fā)展為恒溫差原理(CT) 和恒功率原理(CP)。 ?■恒功率技術(shù):加熱功率 P 保持不變,溫度差△T 與流體的流量 Q 成指數函數遞減的關(guān)系(反 比關(guān)系)。 ?■恒溫差技術(shù):二個(gè)傳感器的溫度差△T 保持不變,加熱功率 P 與流體的流量 Q 成指數函數 遞增的關(guān)系(正比關(guān)系) 。 ? ? 恒功率技術(shù):   恒功率熱擴散技術(shù)采用兩只鉑熱電阻(RTD)作為基本的測量元件,RTD ?與傳感器探桿 采用全焊接方式連接。其中一只 RTD ?作為參考端,測量當前的介質(zhì)溫度;另一只 RTD ?上伴 有一只獨立的加熱器(加熱功率恒定),作為測量端。 ?   當傳感器置于無(wú)流量的介質(zhì)中時(shí),由于加熱器的作用將在兩只 RTD ?間將形成一個(gè)溫度 差值(△T)。隨著(zhù)介質(zhì)的流動(dòng),基于熱傳導原理,介質(zhì)分子將帶走測量端 RTD ?上的部分熱 量,而參考端 RTD ?的溫度將保持不變,因此兩只 RTD ?間的溫差將減小。溫差的變化與介質(zhì) 的流量及介質(zhì)本身的熱特性有關(guān),較高的流速或密度較大的介質(zhì)將加快兩 RTD ?間溫差的變 化。兩者之間的溫度差與流量的大小成非線(xiàn)性關(guān)系(溫度差和流量成反比關(guān)系) ?,通過(guò)線(xiàn) 性化電路將溫差的變化轉換成與流量相對應的輸出信號 ? 恒溫差技術(shù):   恒溫差熱擴散技術(shù)采用兩只高精度鉑電阻(RTD)作為基本的測量元件,RTD ?與傳感器 探桿采用全焊接方式連接。一個(gè) RTD(參比端)測量工藝介質(zhì)溫度,另一個(gè) RTD(測量端) 加熱到高于介質(zhì)溫度△T(溫度差恒定)。 ?   當傳感器置于無(wú)流量的介質(zhì)中時(shí),由于加熱器的作用將在兩只 RTD ?間是一個(gè)恒定的溫 度差值(△T)。隨著(zhù)介質(zhì)的流動(dòng),基于熱傳導原理,介質(zhì)分子將帶走測量端 RTD ?上的部分 熱量,則溫度會(huì )下降,而參比端 RTD ?的溫度將保持不變,為了維持一個(gè)恒定的溫度差,就 必須對測量端增加加熱電流(增加提供給加熱傳感器的功率)。這樣,加熱電流(提供給加熱 傳感器的功率)直接與流體的質(zhì)量流量大小成非線(xiàn)性關(guān)系(加熱功率和流量成正比關(guān)系),通 過(guò)線(xiàn)性化電路將溫差的變化轉換成與流量相對應的輸出信號。?? 典型的輸出曲線(xiàn) 恒溫差所具有的主要技術(shù)特點(diǎn):? 1、 響應時(shí)間:?   恒溫差? ‐‐‐‐? 響應時(shí)間為 1 秒,?   恒功率? ‐‐‐‐? 響應時(shí)間一般要 30 秒以上? 重要性:?   在電廠(chǎng)流量控制應用中,在 DCS 系統中,如果需要流量計投入到自動(dòng)控制系統中,那 么,響應時(shí)間是非常重要的,如果響應時(shí)間太慢,難以滿(mǎn)足自動(dòng)控制系統的要求,因此,很 難投入到自動(dòng)控制系統中。 ? ? 2、 傳感器對流向的要求:?   恒溫差? ‐‐‐‐? 允許氣體流向在+/‐ 20 度的偏差范圍內,對流量精確測量影響很小,所以對 氣體流向不苛刻。?   恒功率? ‐‐‐‐? 要求氣流流向對的傳感器,否則會(huì )產(chǎn)生比較大的測量誤差,所以對氣體流 向比較苛刻。? 重要性:?   因為在大多數大管道的流量測量應用中,如電廠(chǎng)一次風(fēng)、二次風(fēng)、煙道氣等流量測量, 由于管道很大,直管段相對來(lái)說(shuō)很短,因此,在管道中存在彎頭、風(fēng)門(mén)等,氣體流向并不是 與管道平行,流向會(huì )產(chǎn)生偏差。如果傳感器對氣體流向要求很苛刻的話(huà),當氣體流向不滿(mǎn)足 要求時(shí),會(huì )產(chǎn)生很大的測量誤差。? ?

    熱式質(zhì)量流量計‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐恒溫差原理與恒功率原理差異
     

       基于熱式流量傳感器的基本想法是任何介質(zhì)的流動(dòng)是吸收熱量的能力‐‐‐‐無(wú)論是空氣、 氣體或液體  ,可以從熱傳遞或定義帶走的熱量來(lái)推斷。  
    熱擴散原理:  
      目前利用熱擴散原理制造的流量計有兩種設計方法:一是:基于恒溫差技術(shù);二是:基 于恒功率技術(shù)。它們都是基于共同的數據模型:
          P/△T=A+B(Q)N  
          其中:P‐‐‐耗散功率,
               △T‐‐‐兩個(gè)傳感器之間的溫差,    
            Q‐‐‐質(zhì)量流量,N‐‐‐指數系數,A、B 是與氣體的熱性能有關(guān)的系數。  
      對于某個(gè)確定的氣體,那么 N、A、B 都為一個(gè)與氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數。因此,方 程式中只有 3 個(gè)變量:  
    P (耗散功率)、△T(兩個(gè)傳感器之間的溫差)和 Q(質(zhì)量流量)。由此發(fā)展為恒溫差原理(CT) 和恒功率原理(CP)。  ■恒功率技術(shù):加熱功率 P 保持不變,溫度差△T 與流體的流量 Q 成指數函數遞減的關(guān)系(反 比關(guān)系)。  ■恒溫差技術(shù):二個(gè)傳感器的溫度差△T 保持不變,加熱功率 P 與流體的流量 Q 成指數函數 遞增的關(guān)系(正比關(guān)系) 。    
    恒功率技術(shù):
      恒功率熱擴散技術(shù)采用兩只鉑熱電阻(RTD)作為基本的測量元件,RTD  與傳感器探桿 采用全焊接方式連接。其中一只 RTD  作為參考端,測量當前的介質(zhì)溫度;另一只 RTD  上伴 有一只獨立的加熱器(加熱功率恒定),作為測量端。  
      當傳感器置于無(wú)流量的介質(zhì)中時(shí),由于加熱器的作用將在兩只 RTD  間將形成一個(gè)溫度 差值(△T)。隨著(zhù)介質(zhì)的流動(dòng),基于熱傳導原理,介質(zhì)分子將帶走測量端 RTD  上的部分熱 量,而參考端 RTD  的溫度將保持不變,因此兩只 RTD  間的溫差將減小。溫差的變化與介質(zhì) 的流量及介質(zhì)本身的熱特性有關(guān),較高的流速或密度較大的介質(zhì)將加快兩 RTD  間溫差的變 化。兩者之間的溫度差與流量的大小成非線(xiàn)性關(guān)系(溫度差和流量成反比關(guān)系)  ,通過(guò)線(xiàn) 性化電路將溫差的變化轉換成與流量相對應的輸出信號  
    恒溫差技術(shù):
      恒溫差熱擴散技術(shù)采用兩只高精度鉑電阻(RTD)作為基本的測量元件,RTD  與傳感器 探桿采用全焊接方式連接。一個(gè) RTD(參比端)測量工藝介質(zhì)溫度,另一個(gè) RTD(測量端) 加熱到高于介質(zhì)溫度△T(溫度差恒定)。  
      當傳感器置于無(wú)流量的介質(zhì)中時(shí),由于加熱器的作用將在兩只 RTD  間是一個(gè)恒定的溫 度差值(△T)。隨著(zhù)介質(zhì)的流動(dòng),基于熱傳導原理,介質(zhì)分子將帶走測量端 RTD  上的部分 熱量,則溫度會(huì )下降,而參比端 RTD  的溫度將保持不變,為了維持一個(gè)恒定的溫度差,就 必須對測量端增加加熱電流(增加提供給加熱傳感器的功率)。這樣,加熱電流(提供給加熱 傳感器的功率)直接與流體的質(zhì)量流量大小成非線(xiàn)性關(guān)系(加熱功率和流量成正比關(guān)系),通 過(guò)線(xiàn)性化電路將溫差的變化轉換成與流量相對應的輸出信號。  

    典型的輸出曲線(xiàn)

    恒溫差所具有的主要技術(shù)特點(diǎn): 
    1、 響應時(shí)間: 
      恒溫差  ‐‐‐‐  響應時(shí)間為 1 秒, 
      恒功率  ‐‐‐‐  響應時(shí)間一般要 30 秒以上 
    重要性: 
      在電廠(chǎng)流量控制應用中,在 DCS 系統中,如果需要流量計投入到自動(dòng)控制系統中,那 么,響應時(shí)間是非常重要的,如果響應時(shí)間太慢,難以滿(mǎn)足自動(dòng)控制系統的要求,因此,很 難投入到自動(dòng)控制系統中。
       
    2、 傳感器對流向的要求: 
      恒溫差  ‐‐‐‐  允許氣體流向在+/‐ 20 度的偏差范圍內,對流量精確測量影響很小,所以對 氣體流向不苛刻。 
      恒功率  ‐‐‐‐  要求氣流流向對的傳感器,否則會(huì )產(chǎn)生比較大的測量誤差,所以對氣體流 向比較苛刻。 
    重要性: 
      因為在大多數大管道的流量測量應用中,如電廠(chǎng)一次風(fēng)、二次風(fēng)、煙道氣等流量測量, 由于管道很大,直管段相對來(lái)說(shuō)很短,因此,在管道中存在彎頭、風(fēng)門(mén)等,氣體流向并不是 與管道平行,流向會(huì )產(chǎn)生偏差。如果傳感器對氣體流向要求很苛刻的話(huà),當氣體流向不滿(mǎn)足 要求時(shí),會(huì )產(chǎn)生很大的測量誤差。 
     

    主要產(chǎn)品有壓力、溫度控制器及變送器,液位、流量控制儀表,分析儀表,各類(lèi)閥門(mén)及泵類(lèi)產(chǎn)品等

    地址:遼寧省沈陽(yáng)市于洪區大通湖街194號                                  客服熱線(xiàn):024-25908989                                 郵箱:pvictor@vip.sina.com

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