熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理

熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理基于金氏定律（英文名稱：King’s Law)。

利用外部熱源對(duì)管道內(nèi)被測(cè)量的氣體進(jìn)行加熱，熱能隨著氣體一起流動(dòng)，通過測(cè)量管道內(nèi)因氣體流動(dòng)而產(chǎn)生的熱量變化，即：氣體通過管路前后的溫度變化，來計(jì)算氣體的質(zhì)量流量。另一種方法是通過測(cè)量加熱氣體時(shí)氣體溫度上升到某一點(diǎn)所需要的能量和氣體質(zhì)量之間的關(guān)系來計(jì)算得到氣體的質(zhì)量流量。

熱式質(zhì)量流量計(jì)內(nèi)的傳感器通常由兩個(gè)基準(zhǔn)級(jí)熱電阻組成，一個(gè)是速度傳感器，另一個(gè)是測(cè)量氣體溫度變化的溫度傳感器。當(dāng)這兩個(gè)熱電阻被置于管道內(nèi)被測(cè)氣體中時(shí)，其中速度傳感器被加熱，另一個(gè)溫度傳感器則用于測(cè)量氣體的溫度。隨著氣體的流量增大，帶走的熱量就上升，那么溫度傳感器自身的溫度就會(huì)下降。而溫度傳感器前后的溫度變化值與通過該管路內(nèi)的氣體的質(zhì)量流量恰恰是成線性比例的，由此工作原理則可推算出氣體的質(zhì)量流量。

計(jì)算公式：P/△T = A+B(Qm)k

其中，P為消耗功率，△T為氣體經(jīng)過管路前后的溫度差，A和B為反應(yīng)氣體屬性的物理常數(shù)，Qm為質(zhì)量流量，K是指數(shù)系數(shù)。

再說的詳細(xì)一點(diǎn)，熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理還分為恒溫差測(cè)量法和恒功率測(cè)量法。

熱式質(zhì)量流量計(jì)恒功率測(cè)量法的工作原理：

與上述相反，是在保持加熱功率不變的狀態(tài)下，通過測(cè)量氣體經(jīng)過管路前后的溫度差來計(jì)算質(zhì)量流量。

熱式質(zhì)量流量計(jì)恒溫差測(cè)量法的工作原理：

顧名思義，就是在保持溫度差不變的情況下，通過測(cè)量加熱功率的變化來計(jì)算氣體的質(zhì)量流量。該工作原理相對(duì)于恒功率測(cè)量法來說，優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量氣體質(zhì)量流量的響應(yīng)速度較快，線性度較好，可達(dá)100：1。

差壓式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理

差壓式質(zhì)量流量計(jì)采用的是泊肅葉定律（英文名稱：Poiseuille's Law）。

通過測(cè)量氣體經(jīng)過某段管道內(nèi)前后的壓力差，即：壓力損失，計(jì)算得出氣體的體積流量，再換算到標(biāo)準(zhǔn)工況下的質(zhì)量流量。

公式：Q=ΔP×π×r4/(8ηL)

其中：Q為氣體的體積流量，ΔP表示壓力差，即壓損，r為管道半徑，L表示管道長(zhǎng)度，η為氣體粘度

利用泊肅葉定律為工作原理的質(zhì)量流量計(jì)有一個(gè)前提，就是被測(cè)氣體必須做層流運(yùn)動(dòng)。這就要說到氣體的流動(dòng)狀態(tài)了。氣體的流動(dòng)狀態(tài)分為湍流和層流。

湍流：氣體作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，有垂直于管道方向的分速度產(chǎn)生，這種運(yùn)動(dòng)稱為湍流，如下圖所示：

層流：當(dāng)流速很小時(shí)，流體分層流動(dòng)，互不混合，稱為層流運(yùn)動(dòng)，如下圖所示：

以層流壓差式為工作原理的質(zhì)量流量計(jì)采用的方式是讓氣體通過一疊層流片，肉眼是絕對(duì)看不出層流片之間有間隙的，但氣體可以通過，并在這疊層流片間保持層流運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，那么，根據(jù)上面提到的基于泊肅葉定律的工作原理，只要測(cè)量層流片兩端的壓力差，即可計(jì)算出該段氣體的流量大小了。

比起以測(cè)量溫度差為工作原理的熱式質(zhì)量流量計(jì)，測(cè)量壓力差的差壓式質(zhì)量流量計(jì)精度更高一些，聽說這種測(cè)量方法好像還是有專利的。

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的工作原理

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，也稱作科氏力質(zhì)量流量計(jì)，其工作原理是讓2個(gè)并排的U型管下端彎曲部分微微振動(dòng)，從而帶動(dòng)直管部分振動(dòng)，兩根管子同時(shí)分開或并攏，即：振動(dòng)是同步的。這時(shí)，如果有氣體流過，管道則會(huì)強(qiáng)迫流動(dòng)著的氣體或液體也一起振動(dòng)，而氣體或液體為了反抗這種強(qiáng)迫振動(dòng)，就會(huì)在其流動(dòng)方向給管道施加一反作用力，這種力就叫做科里奧利力。在科里奧利力的作用下，兩根管道的振動(dòng)就不同步了，出現(xiàn)了差異，通過電路能檢測(cè)出該差異大小，而這種差異與通過管道的氣體的質(zhì)量流量的大小是成正比的。利用這種工作原理測(cè)量氣體流量的質(zhì)量流量計(jì)就叫科里奧利質(zhì)量流量計(jì)。

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量的就是氣體的質(zhì)量流量，測(cè)量精度相對(duì)較高。