【技术】浅谈热式质量流量计的优点及差异

时间： 2023-06-21 来源：Consensic

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热式质量流量计是迄今为止最流行的用于测量低气流流量的质量流量仪器。自20世纪70年代中期引入这些仪器以来，它们经历了相当大的发展，从模拟到数字，从低流量到高流量，从实验室和机器的应用到工业环境甚至危险区域。本文Consensic浅谈热式质量流量计的优点及差异。

在许多研究和生产过程中，重要的变量是质量，而不是体积。由于温度或压力的变化对固定体积气体的密度的影响，体积流量的测量不如质量流量的测量可靠。

与体积流量测量设备（如吹扫流量计（可变面积流量计）或涡轮流量计）不同，热式质量流量计不受流入流量的温度和压力波动的影响。质量流量计可以提供质量流量的直接测量。大多数其他方法测量体积流量，并需要单独测量温度和压力，以计算密度，最终计算质量流量。

质量流量计在分子水平上测量流量，因此可以为您提供极其准确、可重复和可靠的气体输送。

热质量流量计和热质量流量控制器利用流体的导热性。在热流量计的范围内，我们区分了2种类型的传感器，即：

1、直接在主流中测量的在线传感器：

CTA是恒温风速测量的缩写，也称为“直接通流测量”或“在线测量”。因此，该原理没有旁路传感器。在各种流量测量技术中，基于CTA原理的热质量流量测量用于气体和液体。基于CTA原理的质量流量计涵盖了几乎每个行业领域的广泛测量和控制应用。

恒温风速计-CTA-气体流量传感器由两个不锈钢探头组成，第一个是加热器，第二个是温度传感器。在探头之间产生恒定的温差（ΔT）。

无论实际流速如何，CTA都旨在将两个传感器引脚之间的ΔT或温差（ΔT）保持在恒定水平。

保持该恒定ΔT所需的流量和加热器能量成正比，因此表示气体的质量流量。实际质量流量是通过测量气体流过传感器时保持恒定温差所需的可变功率来计算的。

与传统的热式质量流量计和带旁路的质量流量控制器相比，直接测量CTA原理的结构对湿度和污染不太敏感。

2、旁通传感器，其中流量的比例部分通过流量限制。

在基于旁路原理的热传感器中，只有部分气流流过传感器（如图A所示）。通过传感器的气流由两个加热器（RHT1和RHT2）预热。因此，在两个点（T1和T2）测量管的温度。

图A

在没有测量流量的情况下，两点之间的温差将为零。当流量增加时，第一个测量点（T1）的温度将降低，因为流体带走了热量（如图B所示）。同时，随着流体向其输送热量，第二个测量点（T2）处的温度将升高。更多的流量将导致更大的温差，这种温差与质量流量成正比。在电气上，温度T1和T2实际上是温度相关的电阻RHT1和RHT2。

图B

在图A中，显示了传感器中测量的信号如何放大为电信号。传感器作为旁路安装在主通道上，其中流阻分配器负责按比例分配流量。

每种技术都有其优点和缺点，比如测量清洁、干燥的气体，这其中注重更高的精度与可重复性，旁路设计的流量计是比较好的选择。而测量有轻微潮湿气体，或较低精度但高重复性，则直通设计的流量计是不错的选择。

Consensic是一家专门设计制造压力传感器、热式流量传感器、流量计、流量控制器的高新技术企业，目前我们的流量产品有：微流量传感器（CAFS3000、CAFS6000）、医用流量传感器（CAFS4000单向、CAFS4000B双向）、工业气体质量流量计（CAFS5008、CAFS5012、CAFS5019、CAFS5025、CMF9000）、气体质量流量控制器（MFC900）。我们为广大用户提供了MEMS传感器的解决方案。我们致力于不断创新和具有市场竞争力的传感器制造，为先进的集成系统提供了更多微小型封装的选择。

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