新闻资讯

News Center

企业新闻

行业资讯

首页

热式流量计恒温差原理与恒功率原理差异

发布时间：

2020-07-07

来源：

热式质量流量计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐恒温差原理与恒功率原理差异　　基于热式流量传感器的基本想法是任何介质的流动是吸收热量的能力‐‐‐‐无论是空气、气体或液体，可以从热传递或定义带走的热量来推断。热扩散原理：　　目前利用热扩散原理制造的流量计有两种设计方法：一是：基于恒温差技术；二是：基于恒功率技术。它们都是基于共同的数据模型：　　　　 P/△T=A+B（Q）N 　　　　　　其中：P‐‐‐耗散功率，　　　　　　　　　　 △T‐‐‐两个传感器之间的温差，　　　　　　　　Q‐‐‐质量流量，N‐‐‐指数系数，A、B 是与气体的热性能有关的系数。　　对于某个确定的气体，那么 N、A、B 都为一个与气体物理性质有关的常数。因此，方程式中只有 3 个变量： P （耗散功率）、△T（两个传感器之间的温差）和 Q（质量流量）。由此发展为恒温差原理（CT）和恒功率原理（CP）。 ■恒功率技术：加热功率 P 保持不变，温度差△T 与流体的流量 Q 成指数函数递减的关系（反比关系）。 ■恒温差技术：二个传感器的温度差△T 保持不变，加热功率 P 与流体的流量 Q 成指数函数递增的关系（正比关系）。恒功率技术：　　恒功率热扩散技术采用两只铂热电阻（RTD）作为基本的测量元件，RTD 与传感器探杆采用全焊接方式连接。其中一只 RTD 作为参考端，测量当前的介质温度；另一只 RTD 上伴有一只独立的加热器（加热功率恒定），作为测量端。　　当传感器置于无流量的介质中时，由于加热器的作用将在两只 RTD 间将形成一个温度差值（△T）。随着介质的流动，基于热传导原理，介质分子将带走测量端 RTD 上的部分热量，而参考端 RTD 的温度将保持不变，因此两只 RTD 间的温差将减小。温差的变化与介质的流量及介质本身的热特性有关，较高的流速或密度较大的介质将加快两 RTD 间温差的变化。两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系（温度差和流量成反比关系），通过线性化电路将温差的变化转换成与流量相对应的输出信号恒温差技术：　　恒温差热扩散技术采用两只高精度铂电阻（RTD）作为基本的测量元件，RTD 与传感器探杆采用全焊接方式连接。一个 RTD（参比端）测量工艺介质温度，另一个 RTD（测量端）加热到高于介质温度△T（温度差恒定）。　　当传感器置于无流量的介质中时，由于加热器的作用将在两只 RTD 间是一个恒定的温度差值（△T）。随着介质的流动，基于热传导原理，介质分子将带走测量端 RTD 上的部分热量，则温度会下降，而参比端 RTD 的温度将保持不变，为了维持一个恒定的温度差，就必须对测量端增加加热电流（增加提供给加热传感器的功率）。这样，加热电流(提供给加热传感器的功率)直接与流体的质量流量大小成非线性关系（加热功率和流量成正比关系），通过线性化电路将温差的变化转换成与流量相对应的输出信号。典型的输出曲线恒温差所具有的主要技术特点： 1、响应时间：　　恒温差 ‐‐‐‐ 响应时间为 1 秒，　　恒功率 ‐‐‐‐ 响应时间一般要 30 秒以上重要性：　　在电厂流量控制应用中，在 DCS 系统中，如果需要流量计投入到自动控制系统中，那么，响应时间是非常重要的，如果响应时间太慢，难以满足自动控制系统的要求，因此，很难投入到自动控制系统中。 2、传感器对流向的要求：　　恒温差 ‐‐‐‐ 允许气体流向在+/‐ 20 度的偏差范围内，对流量精确测量影响很小，所以对气体流向不苛刻。　　恒功率 ‐‐‐‐ 要求气流流向对的传感器，否则会产生比较大的测量误差，所以对气体流向比较苛刻。重要性：　　因为在大多数大管道的流量测量应用中，如电厂一次风、二次风、烟道气等流量测量，由于管道很大，直管段相对来说很短，因此，在管道中存在弯头、风门等，气体流向并不是与管道平行，流向会产生偏差。如果传感器对气体流向要求很苛刻的话，当气体流向不满足要求时，会产生很大的测量误差。

热式质量流量计‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐恒温差原理与恒功率原理差异

　　基于热式流量传感器的基本想法是任何介质的流动是吸收热量的能力‐‐‐‐无论是空气、气体或液体，可以从热传递或定义带走的热量来推断。
热扩散原理：
　　目前利用热扩散原理制造的流量计有两种设计方法：一是：基于恒温差技术；二是：基于恒功率技术。它们都是基于共同的数据模型：
　　　　 P/△T=A+B（Q）N
　　　　　　其中：P‐‐‐耗散功率，
　　　　　　　　　　 △T‐‐‐两个传感器之间的温差，
　　　　　　　　Q‐‐‐质量流量，N‐‐‐指数系数，A、B 是与气体的热性能有关的系数。
　　对于某个确定的气体，那么 N、A、B 都为一个与气体物理性质有关的常数。因此，方程式中只有 3 个变量：
P （耗散功率）、△T（两个传感器之间的温差）和 Q（质量流量）。由此发展为恒温差原理（CT）和恒功率原理（CP）。 ■恒功率技术：加热功率 P 保持不变，温度差△T 与流体的流量 Q 成指数函数递减的关系（反比关系）。 ■恒温差技术：二个传感器的温度差△T 保持不变，加热功率 P 与流体的流量 Q 成指数函数递增的关系（正比关系）。
恒功率技术：
　　恒功率热扩散技术采用两只铂热电阻（RTD）作为基本的测量元件，RTD 与传感器探杆采用全焊接方式连接。其中一只 RTD 作为参考端，测量当前的介质温度；另一只 RTD 上伴有一只独立的加热器（加热功率恒定），作为测量端。
　　当传感器置于无流量的介质中时，由于加热器的作用将在两只 RTD 间将形成一个温度差值（△T）。随着介质的流动，基于热传导原理，介质分子将带走测量端 RTD 上的部分热量，而参考端 RTD 的温度将保持不变，因此两只 RTD 间的温差将减小。温差的变化与介质的流量及介质本身的热特性有关，较高的流速或密度较大的介质将加快两 RTD 间温差的变化。两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系（温度差和流量成反比关系），通过线性化电路将温差的变化转换成与流量相对应的输出信号
恒温差技术：
　　恒温差热扩散技术采用两只高精度铂电阻（RTD）作为基本的测量元件，RTD 与传感器探杆采用全焊接方式连接。一个 RTD（参比端）测量工艺介质温度，另一个 RTD（测量端）加热到高于介质温度△T（温度差恒定）。
　　当传感器置于无流量的介质中时，由于加热器的作用将在两只 RTD 间是一个恒定的温度差值（△T）。随着介质的流动，基于热传导原理，介质分子将带走测量端 RTD 上的部分热量，则温度会下降，而参比端 RTD 的温度将保持不变，为了维持一个恒定的温度差，就必须对测量端增加加热电流（增加提供给加热传感器的功率）。这样，加热电流(提供给加热传感器的功率)直接与流体的质量流量大小成非线性关系（加热功率和流量成正比关系），通过线性化电路将温差的变化转换成与流量相对应的输出信号。

典型的输出曲线

恒温差所具有的主要技术特点：
1、响应时间：
　　恒温差 ‐‐‐‐ 响应时间为 1 秒，
　　恒功率 ‐‐‐‐ 响应时间一般要 30 秒以上
重要性：
　　在电厂流量控制应用中，在 DCS 系统中，如果需要流量计投入到自动控制系统中，那么，响应时间是非常重要的，如果响应时间太慢，难以满足自动控制系统的要求，因此，很难投入到自动控制系统中。

2、传感器对流向的要求：
　　恒温差 ‐‐‐‐ 允许气体流向在+/‐ 20 度的偏差范围内，对流量精确测量影响很小，所以对气体流向不苛刻。
　　恒功率 ‐‐‐‐ 要求气流流向对的传感器，否则会产生比较大的测量误差，所以对气体流向比较苛刻。
重要性：
　　因为在大多数大管道的流量测量应用中，如电厂一次风、二次风、烟道气等流量测量，由于管道很大，直管段相对来说很短，因此，在管道中存在弯头、风门等，气体流向并不是与管道平行，流向会产生偏差。如果传感器对气体流向要求很苛刻的话，当气体流向不满足要求时，会产生很大的测量误差。