熱式質量流量計新手使用指南，可逐步學習和實踐

更新時間：2025-04-09

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??一、熱式質量流量計概述

1. 什么是熱式質量流量計？?

熱式質量流量計是利用熱傳導原理測流量的儀表。它是采用恒溫差法對氣體質量流量進行準確測量，具有體積小、數字化程度高、安裝方便，測量準確等優點。其傳感器部分由兩個基準級鉑電阻溫度傳感器組成，采用橋式環路，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行流量測量。
熱式質量流量計的基本結構一般包括測量管、傳感器、信號處理電路和顯示儀表等部分。其主要測量元件是一對熱敏電阻，一只用于加熱，另一只用于測量流體的溫度。當流體通過加熱的熱敏電阻時，會帶走一部分熱量，導致電阻的電阻值變化，從而能夠通過電路計算出流體的質量流量。
核心特點??：
無需溫度/壓力補償，直接輸出質量流量。
無活動部件，可靠性高。
適用于低流速、小管徑場景。

??2. 應用領域??

燃氣監測（天然氣、氫氣）、壓縮空氣流量測量。
半導體行業氣體控制、HVAC通風系統。
污水處理曝氣流量監控。

二、工作原理與結構??

??1. 核心原理：熱擴散定律??

??加熱與散熱平衡??：
傳感器包含兩個溫度探頭：一個加熱（RTD），另一個測溫（參考）。
流體流過時，加熱探頭散熱，溫差與質量流量成正比。
公式簡化??：
Q=K⋅ΔT/P（Q：質量流量；K：校準系數；ΔT：溫差；P：加熱功率）

2. 主要結構組成??

??傳感器探頭??：鉑電阻（RTD）或熱電偶。
變送器??：信號處理、溫度補償、輸出4-20mA/數字信號。
安裝組件??：插入式法蘭、管道式本體。
目前產品是利用熱擴散原理測量氣體流量的儀表。傳感器由兩個基準級熱電阻(RTD)組成。一個是速度傳感器RH，一個是測量氣體溫度變化的溫度傳感器RMG。當這兩個RTD置于被測氣體中時，其中傳感器RH被加熱，另一個傳感器RMG用于感應被測氣體溫度。隨著氣體流速的增加，氣流帶走更多熱量，傳感器RH的溫度下降。

三、熱式質量流量計分類與選型表?

??分類維度??	??類型??	??特點??	??適用場景??	??選型要點??
??安裝方式??	??插入式??	- 直接插入管道，安裝簡便 - 適用于大管徑（DN50以上） - 成本較低	工業燃氣管道、污水處理曝氣池	- 管徑≥DN50 - 需預留安裝孔 - 避免介質含顆粒物（需加過濾器）
	??管道式??	- 整體式結構，直接連接管道 - 高精度（±1%讀數） - 小管徑（DN15~50）	實驗室氣體控制、壓縮空氣系統	- 管徑≤DN50 - 介質潔凈 - 要求高精度
??防爆需求??	??普通型??	- 標準工業防護等級（IP65） - 無防爆認證	常規車間、通風系統	- 非易燃易爆環境 - 溫濕度適中
	??防爆型??	- 符合ATEX/IECEx認證 - 本質安全設計	化工、油氣、氫氣輸送	- 危險區域（Zone 1/2） - 需防爆證書編號
??適用介質??	??氣體專用??	- 優化氣體流量測量 - 支持多氣體校準（如空氣、氮氣、天然氣）	燃氣計量、半導體工藝氣體	- 介質為干燥氣體 - 避免高濕度（>80%）
	??液體專用??	- 耐腐蝕材質（如哈氏合金） - 低流量靈敏度高	制藥純水、化學試劑添加	- 介質為低粘度液體（<10cP） - 避免氣泡或雜質
??信號輸出??	??模擬信號（4-20mA）??	- 兼容傳統PLC/DCS系統 - 抗干擾能力強	工業自動化控制	- 長距離傳輸需求 - 需配安全柵（防爆場景）
	??數字信號（RS485/HART）??	- 支持遠程配置與診斷 - 多參數輸出（流量、溫度、累計量）	智能工廠、物聯網監控	- 需數字化管理平臺 - 兼容Modbus/Profibus協議
??量程范圍??	??低量程（0.1-10 Nm³/h）??	- 高靈敏度，分辨率達0.01 Nm³/h	實驗室氣體分析、精密燃燒控制	- 流量波動小 - 避免超量程使用
	??高量程（10-500 Nm³/h）??	- 寬量程比（10:1~100:1） - 耐高壓（≤16bar）	工業燃氣總管、空壓機排氣	- 壓力穩定性要求高 - 需壓力補償功能（可選）

選型決策樹??

??1、介質類型?? → 氣體/液體？
氣體 → 選擇氣體專用型
液體 → 選擇液體專用型
2、管徑大小?? → DN15~50選管道式，DN50以上選插入式
3、環境要求?? → 危險區域選防爆型，普通區域選標準型
4、輸出需求?? → 傳統控制選4-20mA，智能系統選數字信號

??四、安裝與接線指南??

??1. 安裝要求??

??位置??：遠離閥門/彎頭（保證10D后5D直管段）。
方向??：氣體——水平/垂直向上；液體——避免氣泡積聚。

??2. 接線步驟??

電源：24VDC ±10%。輸出信號：4-20mA（兩線制/四線制）。
接地保護：避免電磁干擾。

五、操作與標定流程??

??1. 使用步驟??

開機預熱30分鐘。
零點校準（無流狀態）。
滿量程校準（通已知流量標準介質）。

??2. 參數設置??

介質類型（空氣、氮氣等）。
單位切換（kg/h、m³/h）。
報警閾值設定。

六、常見問題與維護??

??1. 典型故障??

??讀數不穩??：介質含雜質（建議加裝過濾器）。
零點漂移??：傳感器污染（清洗或更換探頭）。
無信號輸出??：檢查電源/接線是否松動。

??2. 維護建議??

定期校準（每6~12個月）。
清潔探頭（酒精棉擦拭，禁用硬物刮擦）。
避免長期超量程使用。
熱式質量流量計在使用中需要注意的相關事項：
1、在安裝使用時，當管道上、下游的直管段不夠長時，在彎管后2倍管道直徑處安裝威力巴。因在彎管后的流體剖面較復雜，需將流體系數K做輕微調整，據有關資料表明調整K系數以后，測量精度由原來的1%下降到3%，重復精度由原來的0.1%下降到0.3%。
2、連續工作的威力巴從根本上杜絕了堵的可能，但在以下情況，威力巴仍需注意防堵：
①當引壓管泄漏，探頭高壓區遭到破壞，雜質中直徑較小的顆粒就有可能進入取壓孔；
②當管道處于停產時，由于分子的布朗運動，顆粒小的雜質有可能進入取壓孔；
③系統頻繁開機時，在高壓區形成的瞬間，顆粒小的雜質有可能進入取壓孔，日積月累，就有可能造成探頭的堵塞；
④介質中含有大量的焦油、藻類生物，或者含有纖維狀的物質，也有可能造成探頭的堵塞。

七、與其他流量計對比

八、總結??

??優勢??：直接測質量流量、低維護、小管徑適用。
局限??：不適用于臟污/高濕度介質。
推薦場景??：氣體流量監控、實驗室精密測量。
附錄??（可選）：
術語表??：RTD、滿量程、雷諾數。
推薦工具??：萬用表、校準器型號。
??學習資料??：廠家手冊、ISO標準號。

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