Comprensión correcta del excelente rendimiento del medidor de caudal másico de gas térmico1

Un medidor de caudal térmico de buena calidad debe tener dos características principales: un buen proceso de fabricación de la sonda y un dispositivo completo de calibración de caudal real. Analicemos estas dos características por separado: a. Proceso de fabricación de la sonda: Anteriormente, se habló del principio del medidor de caudal térmico. De él se desprende que la sonda es el núcleo de todo el medidor de caudal másico de gas térmico, y su rendimiento, bueno o malo, puede determinar la precisión de la medición, la repetibilidad, la vida útil y las características de bajo caudal del medidor de caudal. La sonda está compuesta de alambre de resistencia de platino y acero inoxidable revestido. El alambre calefactor de platino conduce la electricidad, y la funda de acero inoxidable también conduce la electricidad, lo que requiere que el espaciador entre ellos tenga muy buena conductividad térmica, pero no puede conducir electricidad. Esto nos lleva al núcleo de todos los medidores de caudal térmicos: el material de relleno de huecos y el proceso de embalaje de la sonda calefactora: cuanto más gruesa sea la capa de relleno de huecos, aunque el aislamiento es mejor, la conductividad térmica es pobre y la sensibilidad a la temperatura también es pobre. , mientras responde con un retraso. Si el relleno es orgánico, es fácil que envejezca y se agriete, por lo que el caudalímetro mostrará una deriva del cero. Si hay una pequeña cantidad de aire en el espaciador, dado que la sonda está siempre caliente, esta se expande, provocando fluctuaciones en el punto cero. El sensor de velocidad calentado de los caudalímetros másicos térmicos tradicionales está encapsulado en el extremo de la sonda de tubo de acero inoxidable, y la mezcla se vierte entre el sensor y la pared interior del tubo de acero inoxidable. La mezcla debe estar aislada eléctricamente y, al mismo tiempo, garantizar una baja resistencia térmica, generalmente resina epoxi, cemento cerámico, pasta resistente al calor o polvo de alúmina, polvo de óxido de magnesio, etc. Estos sensores "húmedos" que utilizan los rellenos mencionados presentan algunas desventajas: por ejemplo, su resistencia térmica superficial aumenta con el tiempo, lo que provoca una tendencia descendente en la curva de salida, lo que resulta en una disminución de la sensibilidad del sensor y, en última instancia, afecta la precisión de la medición. El relleno del sensor "húmedo" tiene un coeficiente de expansión térmica diferente al del sensor de velocidad, por lo que con el uso prolongado se producirá envejecimiento y agrietamiento, lo que eventualmente reducirá la precisión de medición del sensor y dificultará su mantenimiento a largo plazo. No existe diferencia entre este tipo de empaquetado y el llenado a corto plazo, pero se pueden observar problemas como baja repetibilidad y deriva del cero después de medio año y un año. A la derecha se muestra el diagrama anatómico de la sonda del medidor de caudal térmico de SIERRA en Estados Unidos. El sensor de velocidad de Sierra es actualmente el único sensor "seco" del mundo. Su exclusivo proceso de empaquetado logra un relleno perfecto entre el sensor de velocidad y la pared interior de acero inoxidable, y no utiliza materia orgánica como relleno, sino materia inorgánica de platino e iridio. La sensibilidad y la repetibilidad de los medidores de caudal térmicos de Sierra están optimizadas. En todo momento, no se producen grietas en el relleno del sensor de velocidad ni derivas debidas a ellas, lo que mejora considerablemente la precisión de la medición y mantiene una excelente precisión a largo plazo. SIERRA se rellena con materiales inorgánicos aislantes nanométricos únicos en los componentes principales del tipo térmico. Posteriormente, mediante moldeo a alta presión, se densifican los rellenos nanométricos, lo que garantiza la ausencia de deriva cero durante diez años. Las dos tecnologías de envasado diferentes también dan como resultado productos de diferente calidad. b. Tecnología de calibración de flujo real: En primer lugar, analicemos la importancia de la calibración de flujo real de los caudalímetros másicos de gas térmico. Ya hemos mencionado el principio de medición térmica. Gracias a este principio, sabemos que la medición del caudalímetro másico de gas térmico tiene una gran relación con la conductividad térmica del medio gaseoso medido. La capacidad calorífica específica de cada medio gaseoso varía a diferentes temperaturas y presiones. Resulta poco científico basarse simplemente en la calibración de aire a presión normal o negativa y luego corregirla para obtener un caudalímetro de alto rendimiento. Además, se ha demostrado que un caudalímetro sin calibración de flujo real mide medios no aéreos, con una desviación de datos muy grande. En la actualidad, la mayoría de los medidores de flujo másico de gas térmico en el mercado se calibran con aire a presión negativa de circuito abierto y luego se corrigen a condiciones de alta presión, o se corrigen a otros gases, como argón, dióxido de carbono, oxígeno, hidrógeno, amoníaco, etc. La corrección de la calibración conducirá inevitablemente a que no se pueda garantizar la precisión de la medición, el medidor después de la calibración de baja presión se usa en condiciones de alta presión, el medidor después de la calibración del medio de aire se usa en otros medios de gas, la precisión de la medición no se puede garantizar.

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