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熱式質(zhì)量流量計的測量原理是怎樣的？
熱式質(zhì)量流量計可分為：恒溫差法流量計和恒功率法流量計。
恒功率法
（溫度測量法）是以恒定功率為鉑熱電阻提供熱量，使其加熱到高于氣體的溫度；
流體流動帶走鉑熱電阻表面一部分熱量，流量越大，溫度降越大，測量隨流體流量變化的溫度，可以反映氣體流量。
有以下兩種實現(xiàn)方式：
只對一只鉑電阻加熱，由熱擴散原理測量溫差。
原理：與恒溫差式流量計的結(jié)構(gòu)類似，在測量管路中同樣加入兩個金屬鉑電阻，一個為用于測量被測流體溫度的測溫電阻，另一個為用于測量被測流體速度的測速電阻。
在加熱器上加上一個恒定的功率對測速鉑電阻加熱，流體在靜止時測速鉑電阻和測溫鉑電阻表面溫度差ΔT21=TS2-TS1**，隨著介質(zhì)的流動，兩個鉑電阻表面溫度差減小。
流體的流量越大，兩只鉑電阻的溫差越小。
鉑電阻連接在惠斯通電橋中，鉑電阻的溫度不同使鉑電阻的電阻呈現(xiàn)不同阻值，從而使電橋不平衡，通過檢測電橋的電壓差來反應(yīng)流體流量。
該恒功率式質(zhì)量流量計存在的問題：
若流體的密度為ρ，流速為μ，加熱鉑電阻被流體帶走的熱量為Q，測溫鉑電阻和測速鉑電阻的溫度差為 △T21，則有關(guān)系式：
Q/ΔT21=k1+k2（ρμ）k3
式中對于組分一定的流體，k1、k2、k3為常數(shù)。
在橫截當(dāng)S的管路中，質(zhì)量流量qm=ρμS。
測量過程中，測速鉑電阻被電流I加熱，在熱平衡狀態(tài)下，電流的加熱功率與測速鉑電阻被帶走的熱量處于平衡狀態(tài)，即Q=I2RS2。因此質(zhì)量流量qm與Q/ΔT21成一一對應(yīng)的關(guān)系，可表示為：
qm=f〔I2RS2/ΔT21〕
當(dāng)加熱電流I不變，通過測出流體的溫差ΔT21計算流體的質(zhì)量流量時，忽略了測速鉑電阻RS2隨溫度的變化，會造成誤差。
（2）對兩只對稱的鉑電阻進行加熱，由熱平衡原理計算溫度差。
傳感器的結(jié)構(gòu)是把兩個-全相同的鉑電阻對稱的固定在熱源的兩側(cè)，放置在流體中。
采用一個恒流源（恒壓源）對熱源加熱，流體流動使兩個鉑電阻的溫度不同。
鉑電阻連接在惠斯通電橋中，鉑電阻的溫度不同使鉑電阻的電阻呈現(xiàn)不同阻值，從而使電橋不平衡，通過檢測電橋的電壓來反應(yīng)流體流量。
現(xiàn)從傳熱學(xué)角度對該傳感器原理作進一步的分析。假定流體為均勻分布的牛頓型流體，以一維測量為例：
熱源R置于傳感器基片的中心，在其兩邊對稱地放置兩個完-全相同的溫度檢測芯片（薄膜式鉑電阻）S1和S2傳感器與流體之間的熱交換主要通過對流進行，熱源與溫度檢測芯片之間的熱交換可通過傳導(dǎo)和對流進行。
當(dāng)流體流速為零，即當(dāng)流體處于靜止狀態(tài)時，表面附近的流線場及主要由此產(chǎn)生的溫度場相對于熱源呈對稱分布。
由于結(jié)構(gòu)上的對稱性，通過基片熱傳導(dǎo)進行的熱交換相對于熱源始終是對稱的。
此時感溫芯片的鉑電阻溫度滿足TS1=TS2，即溫差：ΔT21=TS2-TS1=0。
當(dāng)流體流動時，流體和鉑電阻之間主要為對流換熱，由于局部對流換熱系數(shù)的不同，基片表面附近的流線場及相應(yīng)的溫度場相對于中心熱源的分布發(fā)生變化，導(dǎo)致傾向性的不對稱分布。
根據(jù)熱邊界層理論，可知，此時上游溫度檢測芯片表面冷卻速率高于下游芯片表面；
即鉑電阻S1的換熱系數(shù)大于S2是換熱系數(shù)，所以TS2＞TS1，溫差溫度差：ΔT21=TS2-TS1＞0。
且ΔT21的值隨流體流速的增大而增大。如果改變流體流向，ΔT21亦相應(yīng)改變符號。
利用熱平衡方程可以計算出因?qū)α饕鸬男酒砻娴臏囟仍俜植迹@得溫度差與流速的關(guān)系式。
