Comparación de los principios de funcionamiento de dos caudalímetros másicos térmicos

El caudalímetro es uno de los instrumentos importantes en la medición industrial. Con el desarrollo de la producción industrial, los requisitos de precisión y rango de medición de caudal son cada vez mayores, y la tecnología de medición de caudal cambia día a día. Para adaptarse a diversos propósitos, han surgido varios tipos de caudalímetros uno tras otro. En la actualidad, se han utilizado más de 100 tipos de caudalímetros, y el caudalímetro másico de gas térmico es uno de los más utilizados. Los caudalímetros másicos térmicos se pueden dividir en: caudalímetro de método de diferencia de temperatura constante (método de medición de consumo de energía) y caudalímetro de método de potencia constante (método de medición de temperatura). A partir de la historia del desarrollo del caudalímetro másico de gas térmico, el caudalímetro de diferencia de temperatura constante se aplicó por primera vez a la medición de medios industriales reales. Esto se debe a que el tipo de diferencia de temperatura constante es más fácil de implementar que el tipo de potencia constante, por lo que a partir de ahora la producción de flujo másico de gas Desde la perspectiva de los fabricantes de medidores, hay más fabricantes que utilizan el principio de diferencia de temperatura constante, como Kurx, Sirren, Brooks, etc. Sin embargo, con la mejora continua de los requisitos de producción, el medidor de flujo de diferencia de temperatura constante ha sido difícil de satisfacer las necesidades de alguna producción especial, lo que hace que el medidor de flujo de potencia constante se convierta en la dirección de investigación clave. 1 Principio del método de diferencia de temperatura constante: el método de diferencia de temperatura constante (método de medición del consumo de energía) es que la temperatura del elemento calefactor es más alta que la temperatura del gas, y una parte del calor se quita cuando el gas fluye a través, de modo que la diferencia de temperatura entre el elemento calefactor y el gas medido se mantiene constante a una cierta diferencia de temperatura, y el control y la medición de la potencia proporcionada por la fuente de calor, el consumo de energía aumenta con el aumento del caudal, y el caudal de gas se refleja en el consumo de energía. Se añaden dos resistencias de platino a la tubería de medición. Una de ellas añade una pequeña corriente (inferior a 4 mA, lo que evita su calentamiento), que se utiliza para medir la temperatura del fluido. Otra resistencia de platino genera una corriente mayor (generalmente superior a 50 mA) para medir la velocidad del fluido. Según el principio de difusión térmica, el calor absorbido por el fluido por el objeto calentado está relacionado con la diferencia de temperatura entre este y el fluido, la velocidad de flujo y las propiedades del fluido. Durante su funcionamiento, la resistencia de temperatura detecta continuamente la temperatura del medio, y la resistencia de velocidad se autocalienta a una temperatura constante superior a la del fluido. Cuando el fluido fluye, el valor de la resistencia de velocidad cambia debido a la disminución de la temperatura superficial de la resistencia de velocidad que disipa el calor, desequilibrando el puente de Wheatstone. La diferencia de temperatura se retroalimenta al procesador a través de un circuito de retroalimentación compuesto por un puente de Wheatstone para aumentar la corriente (o voltaje) del calentador y mantener la diferencia de temperatura constante. El caudal del fluido es proporcional a la corriente (voltaje) añadida: a mayor caudal del fluido, mayor corriente (voltaje) añadida para mantener una diferencia de temperatura constante. Por lo tanto, la relación entre la corriente (voltaje) de calentamiento y el caudal másico se puede calibrar mediante experimentos, y el caudal másico del fluido se puede calcular a través de la corriente (voltaje). Existe un problema con el caudalímetro másico de gas de diferencia de temperatura constante: con el aumento del caudal del medio, el calor de la resistencia térmica del platino que mide la velocidad se absorbe rápidamente, y el caudalímetro de diferencia de temperatura constante requiere un aumento rápido de la energía de calentamiento de la resistencia térmica del platino que mide la velocidad para garantizar una diferencia de temperatura constante. Sin embargo, dado que el aumento de energía se ve afectado por la potencia del propio circuito y la corriente máxima admisible de la resistencia térmica del platino que mide la velocidad, su caudal máximo medible es limitado. 2. Método de potencia constante El método de potencia constante (método de medición de temperatura) consiste en proporcionar calor a la resistencia térmica de platino con potencia constante para calentarla a una temperatura superior a la del gas. El flujo del fluido absorbe parte del calor de la superficie de la resistencia térmica de platino. Cuanto mayor sea el caudal, menor será la temperatura. Cuanto mayor sea la medición, la temperatura que cambia con el flujo del fluido puede reflejar el flujo de gas. Existen los siguientes dos métodos de implementación: (1) Solo se calienta una resistencia de platino y la diferencia de temperatura se mide mediante el principio de difusión térmica. Principio: Similar a la estructura del caudalímetro diferencial de temperatura constante, también se añaden dos resistencias de platino metálico a la tubería de medición, una es una resistencia de medición de temperatura que se utiliza para medir la temperatura del fluido medido y la otra se utiliza para medir la velocidad del fluido medido. Resistencia de medición de velocidad. Agregue una potencia constante al calentador para calentar la resistencia de platino que mide la velocidad. Cuando el fluido está estacionario, la diferencia de temperatura superficial entre las resistencias de platino que miden la velocidad y la temperatura es ΔT₂⁻=TS₂-TS₁. Con el flujo del fluido, la diferencia de temperatura superficial entre ambas resistencias disminuye. Cuanto mayor sea el caudal del fluido, menor será la diferencia de temperatura entre ambas resistencias.

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