气体质量流量计

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正确认识热式气体质量流量计优异性能

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正确认识热式气体质量流量计优异性能

发布日期:2018-09-25 作者: 点击:

一个好品质的热式流量计产品必须具备两个最主要的特点:好的探头制造工艺和完整的实流标定装置。我们分别来分析这两大特点:

a.探头制造工艺:前面我们谈了热式流量计的原理,我们从原理上可以看出探头是整个热式气体质量流量计的核心,它的性能优劣可以决定流量计的测量精度、重复性、使用寿命、低流速特性。探头是由铂金电阻丝、护套不锈钢组成。铂金电热丝导电,护套不锈钢也导电,这就要求他们之间的填隙物必须要导热性能非常好,但是又不能导电。这个就引出了所有热式流量计的核心——加热探针的填隙材料及封装工艺:填隙层越厚,虽然绝缘性好了,但是导热的性能就差,且温度的灵敏性也差,同时响应滞后。填隙物如果是有机物,容易老化导致填料出现裂缝,流量计就表现为零点漂移。填隙物内如果有微小的空气,由于此探针一直处于加热状态,微小的空气膨胀,引起零点波动。

传统的热式质量流量计加热的速度传感器封装于不锈钢管探针端部,并在传感器和不锈钢管内壁之间灌注混合物。该混合物必须电绝缘的同时又保证较小的热阻,一般为环氧树脂、陶制水泥、耐热膏脂或者氧化铝粉、氧化镁粉等。这些采用如上填料的“湿”传感器存在一些缺陷:比如它的表面热阻会随使用时间的加长不断增加, 使得输出曲线呈下降趋势,导致传感器灵敏度降低,最终影响了测量精度。“湿”传感器的填充物由于与速度传感器的热膨胀系数不同,随着使用时间的加长会产生老化、龟裂等现象,最终会导致传感器的测量精度超差,且难以维持长期精度。这样的封装和填料,短时间看不出区别,但是半年一年后就可以发现重复性变差、零飘等问题。右边是美国SIERRA的热式流量计探头解刨图,斯亚乐的速度传感器是目前全球唯一的一种真正的“干”的传感器。它独特的封装工艺使得速度传感器与不锈钢内壁之间完美填充,且不使用有机物作为填料,而是铂铱无机物。斯亚乐热式流量计产品的灵敏度、重复性都达到最优化,在任何时候速度传感器内填料都不会有裂缝产生,也不会有因龟裂而出现漂移的问题,最终极大地提升了测量精度,极好地维持了长期精度。 SIERRA在热式的最核心部件上采用独特的纳米级绝缘性能的无机物填充,再通过高压成型,使得纳米级的填料更加致密,确保十年不会有零漂。两种不同的封装技术也成就了不一样品质的产品。

b.实流标定技术:首先我们谈一下热式气体质量流量计实流标定的重要性。前面我们说过了热式的测量原理,通过原理知道热式气体质量流量计测量与被测气体介质的热导性能有很大的关系,每一种气体介质的比热容在不同温度和压力的数值是不一样的。如果单纯依靠常压或者负压空气标定,然后修正的方式来得到高性能的流量计,这个还是不科学的。而且实事证明没有实流标定的流量计测量非空气介质,数据偏差很大。目前市场上热式气体质量流量计大都采用开路的负压空气标定,然后修正到高压力工况,或者修正到其他气体,比如氩气、二氧化碳、氧气、氢气、氨气等等。修正标定必然导致测量精度不能保证,低压标定后的表应用在高压工况,空气介质标定后的表应用在其他气体介质,测量精度无法保证。


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