液體流量計測量原理

液體質(zhì)量流量計測量原理

液體質(zhì)量流量計是利用傳熱原理檢測流體流量的儀表，應用較多的有兩類：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效應分布式流量計;②利用熱消散(冷卻)效應的熱式流量計。一般都是對流體進行加熱，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管、半導體制冷片和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。

　　當達到熱平衡時，有Q=Qc。由式(2)可知，當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的關(guān)系，只要測出A、B兩點的溫差ΔT，即可知道被測液體的質(zhì)量流量。