液体质量流量计测量原理

液体质量流量计是利用传热原理检测流体流量的仪表，应用较多的有两类：①利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导效应分布式流量计;②利用热消散(冷却)效应的热式流量计。一般都是对流体进行加热，但在液体情况下，对流体加热时，会产生下列问题：①在微小流量范围内，液体受热容易气化，产生气泡;②受热时，液体中的气体逸散形成气泡，使测量引入噪声或使灵敏度变化;③不宜用于乙醇等低沸点液体[2]。解决的途径之一是降低加热温度，使之比液体温度只高几度，但这又容易受外界温度影响，使测量的灵敏度发生变化。而采用与加热相对的方法，对液体进行冷却，同样是利用传热原理，却可以克服加热液体所产生的问题，其工作原理如图3所示。

　　流量传感器由测量毛细管、半导体制冷片和A，B，C处的三个温度传感器组成。制冷片紧贴测量管，以便带走测量管和管内液体的热量，使其温度降低。没有液体流动时B处和C处温度相等，即为制冷片冷端温度Tc;液体流动时，管道和制冷片之间发生热交换，测量管B处温度上升。测得A处和B处的温度差便可以求得质量流量。

　　冷却流体单位时间需要的能量Q和流体温度下降的度数ΔT之间有如下关系：

　　式中：k———系数;Cp———液体的定压比热容，kJ/(kg·℃);d———管道直径，m;u———流体的平均流速，m/s;ρ———流体的密度，kg/m3。

　　其中

即为流体的质量流量。

　　当达到热平衡时，有Q=Qc。由式(2)可知，当Q恒定时，液体的质量流量和液体温度下降的幅度之间有一一对应的关系，只要测出A、B两点的温差ΔT，即可知道被测液体的质量流量。

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