液體質(zhì)量流量計(jì)測量原理

液體質(zhì)量流量計(jì)是利用傳熱原理檢測流體流量的儀表，應(yīng)用較多的有兩類：①利用流動流體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱傳導(dǎo)效應(yīng)分布式流量計(jì);②利用熱消散(冷卻)效應(yīng)的熱式流量計(jì)。一般都是對流體進(jìn)行加熱，但在液體情況下，對流體加熱時，會產(chǎn)生下列問題：①在微小流量范圍內(nèi)，液體受熱容易氣化，產(chǎn)生氣泡;②受熱時，液體中的氣體逸散形成氣泡，使測量引入噪聲或使靈敏度變化;③不宜用于乙醇等低沸點(diǎn)液體[2]。解決的途徑之一是降低加熱溫度，使之比液體溫度只高幾度，但這又容易受外界溫度影響，使測量的靈敏度發(fā)生變化。而采用與加熱相對的方法，對液體進(jìn)行冷卻，同樣是利用傳熱原理，卻可以克服加熱液體所產(chǎn)生的問題，其工作原理如圖3所示。

　　流量傳感器由測量毛細(xì)管、半導(dǎo)體制冷片和A，B，C處的三個溫度傳感器組成。制冷片緊貼測量管，以便帶走測量管和管內(nèi)液體的熱量，使其溫度降低。沒有液體流動時B處和C處溫度相等，即為制冷片冷端溫度Tc;液體流動時，管道和制冷片之間發(fā)生熱交換，測量管B處溫度上升。測得A處和B處的溫度差便可以求得質(zhì)量流量。

　　冷卻流體單位時間需要的能量Q和流體溫度下降的度數(shù)ΔT之間有如下關(guān)系：

　　式中：k———系數(shù);Cp———液體的定壓比熱容，kJ/(kg·℃);d———管道直徑，m;u———流體的平均流速，m/s;ρ———流體的密度，kg/m3。

　　其中

即為流體的質(zhì)量流量。

　　當(dāng)達(dá)到熱平衡時，有Q=Qc。由式(2)可知，當(dāng)Q恒定時，液體的質(zhì)量流量和液體溫度下降的幅度之間有一一對應(yīng)的關(guān)系，只要測出A、B兩點(diǎn)的溫差ΔT，即可知道被測液體的質(zhì)量流量。

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