熱式質(zhì)量流量計(jì)
熱式質(zhì)量流量計(jì)（Theermal Mass flowmeters,簡(jiǎn)稱TMF）在國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱為熱式流量計(jì)，是利用流體流過(guò)外熱源加熱的管道時(shí)產(chǎn)生的溫度場(chǎng)變化來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體時(shí)流體溫度上升某一值所需的能量與流體質(zhì)量之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量的一種流量?jī)x表。一般用來(lái)測(cè)量氣體的質(zhì)量流量。具有壓損低；流量范圍度大；高精度、高重復(fù)性和高可靠性；無(wú)可動(dòng)部件以及可用于極低氣體流量監(jiān)測(cè)和控制等特點(diǎn)。
1.托馬斯流量計(jì)
2.
浸入型熱式質(zhì)量流量計(jì)
浸入型TMF是在原來(lái)熱線接觸式流量計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種堅(jiān)固型熱式質(zhì)量流量計(jì)，它解決了接觸式TMF在結(jié)構(gòu)上的缺陷，采用適用于工業(yè)應(yīng)用的堅(jiān)固的高可靠性傳感器，近二十多年來(lái)得到了很快的發(fā)展。
① 浸入型熱式質(zhì)量流量計(jì)原理
浸入型TMF傳感器的測(cè)量原理如圖6-15所示。它有兩個(gè)探頭浸入到被測(cè)流體中，一個(gè)速度探頭監(jiān)測(cè)質(zhì)量流速ρu，一個(gè)溫度探頭監(jiān)測(cè)氣體溫度T，并自動(dòng)對(duì)溫度的變化進(jìn)行修正，如圖6-15a所示。現(xiàn)代工業(yè)用的浸入型TMF探頭是用做標(biāo)準(zhǔn)級(jí)鉑電阻溫度探頭（RTD）的鉑絲繞在一陶瓷芯棒上插入一堅(jiān)固的不銹鋼套管（或溫度計(jì)套管）中組成的。速度探頭RTD的電阻比溫度探頭RTD的電阻低得多，并由電子設(shè)備供電產(chǎn)生熱量。如圖6-15b所示。
浸入型TMF傳感器的工作原理基于熱力學(xué)第一定律，即電阻設(shè)備提供給速度探頭的電功率（E2u/rU）應(yīng)等于流動(dòng)的氣體對(duì)流換熱所帶走的熱量。
E2u/rU=hAs(Tu-T) （6-11）
式中：
Eu--單位時(shí)間內(nèi)輸給流量計(jì)的電功率；
Ru--速度探頭的電阻；
h--對(duì)流換熱系數(shù)；
As--圓柱形探頭表面積；
Tu--速度探頭的溫度；
T--溫度探頭測(cè)得的氣體溫度。
參與速度探頭周圍的熱邊界層換熱的是流動(dòng)氣體的分子（即質(zhì)量），因此，浸入型TMF傳感器檢測(cè)到的是流體的質(zhì)量流量。由傳熱理論可知，乘積（hAs）常可表示為
hAs=α1+α2(ρu)m (6-12)
式中，α1和α2和m為經(jīng)驗(yàn)確定的常數(shù)，取決于被測(cè)氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)、粘度和熱容量等特性。求解式6-11可得氣體質(zhì)量流速（ρ-u）
可以保持溫差（Tu-T）為常數(shù)，通過(guò)測(cè)量（E2u/Ru）來(lái)測(cè)量質(zhì)量流速ρu，這種方式稱為等溫型TMF；也可以保持電功率（E2u/Ru）為常數(shù)，通過(guò)測(cè)量溫差（Tu-T）來(lái)測(cè)量質(zhì)量流速ρu，這種方式稱為等功率型TMF。等溫型的特點(diǎn)是對(duì)流速變化的反應(yīng)速度快，而等功率型的響應(yīng)速度就要慢得多。
顯然，等溫型TMF的輸出是一種非線性輸出信號(hào)。對(duì)應(yīng)0~60（Nm/s）的流速大約有0.5~8W的輸出。TMF的這種固有的非線性在極寬的范圍度（1000:1）和低速靈敏度（約0.06Nm/s）還是很可靠的。
由于技術(shù)水平的限制，對(duì)于浸入型TMF目前還不能使每一支流量傳感器的性能做得完全一樣，速度/溫度探頭對(duì)必須在整個(gè)流量范圍內(nèi)單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)定。既然浸入型TMF傳感器的性能取決于氣體的熱傳遞性，所以標(biāo)定也應(yīng)以實(shí)際氣體進(jìn)行。用方便的參照氣體標(biāo)定浸入型TMF傳感器還沒(méi)有得到實(shí)用。
② 浸入型熱式質(zhì)量流量的分類
③ 浸入型熱式質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn)
3.熱分布型熱式質(zhì)量流量計(jì)
① 熱分布型熱式質(zhì)量流量計(jì)的原理
②熱分布型熱式質(zhì)量流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與分類
③ 熱分布型熱式質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn)
A.熱分布型熱式質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)
B.熱分布型熱式質(zhì)量流量計(jì)的缺點(diǎn)
④ 熱分布型熱式質(zhì)量流量計(jì)的使用
4.邊界層流量計(jì)
① 邊界層流量計(jì)測(cè)量原理
② 邊界層流量計(jì)存在的問(wèn)題
