Principio de funcionamiento del caudalímetro másico térmico: método de diferencia de temperatura constante

Principio del método de diferencia de temperatura constante: este método consiste en que la temperatura del elemento calefactor es superior a la del gas, y parte del calor se absorbe al fluir el gas. De esta manera, la diferencia de temperatura entre el elemento calefactor y el gas medido se mantiene constante a una temperatura determinada, controlando y midiendo la potencia suministrada por la fuente de calor. El consumo de energía aumenta con el 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 que la resistencia se caliente) para medir la temperatura del fluido medido. Otra resistencia de platino genera una corriente mayor (generalmente superior a 50 mA) para medir la velocidad del fluido medido, denominada resistencia de medición de velocidad. 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 del fluido y sus propiedades. Durante su funcionamiento, la resistencia de medición de temperatura detecta continuamente la temperatura del medio, y la resistencia de medición de velocidad se autocalienta hasta alcanzar una temperatura constante superior a la del fluido. Cuando el fluido fluye, el valor de la resistencia de medición de velocidad varía debido a la disminución de la temperatura superficial de la resistencia de medición 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 constante la diferencia de temperatura. El caudal del fluido es proporcional a la corriente (voltaje) añadida: a mayor caudal, mayor corriente (voltaje) añadida para mantener constante la diferencia de temperatura. Por lo tanto, la relación entre la corriente de calentamiento (voltaje) y el caudal másico se puede calibrar experimentalmente, y el caudal másico del fluido se puede calcular mediante la corriente (voltaje). El caudalímetro másico de gas con diferencial de temperatura constante presenta un problema: al aumentar el caudal del medio, el calor de la resistencia térmica del platino que mide la velocidad se disipa rápidamente, y el caudalímetro con diferencial de temperatura constante requiere un rápido aumento 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 medible es limitado.

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