Principe de fonctionnement du débitmètre massique thermique - méthode de différence de température constante

Le principe de la méthode de la différence de température constante repose sur le principe suivant : la température de l'élément chauffant est supérieure à celle du gaz, et une partie de la chaleur est évacuée lors du passage du gaz. Ainsi, la différence de température entre l'élément chauffant et le gaz mesuré est maintenue constante à une certaine température. La puissance fournie par la source de chaleur est contrôlée et mesurée. La consommation électrique augmente avec le débit, et le débit de gaz se reflète dans la consommation électrique. Deux résistances en platine métallique sont ajoutées à la conduite de mesure. L'une d'elles applique un faible courant (inférieur à 4 mA, ce qui ne provoque pas de surchauffe) pour mesurer la température du fluide mesuré (résistance de mesure de température). Une autre résistance en platine produit un courant plus important (généralement supérieur à 50 mA) pour mesurer la vitesse du fluide mesuré (résistance de mesure de vitesse). Selon le principe de diffusion thermique, la chaleur absorbée par l'objet chauffé par le fluide est liée à la différence de température entre l'objet chauffé et le fluide, à la vitesse d'écoulement du fluide et à ses propriétés. En fonctionnement, la résistance de mesure de la température détecte en permanence la température du fluide, tandis que la résistance de mesure de la vitesse s'auto-échauffe jusqu'à atteindre une température constante supérieure à celle du fluide. Lorsque le fluide s'écoule, la valeur de la résistance de mesure de la vitesse varie en raison de la baisse de température de la résistance de mesure de la vitesse qui dissipe la chaleur, ce qui déséquilibre le pont de Wheatstone. La différence de température est renvoyée au processeur via un circuit de rétroaction composé d'un pont de Wheatstone afin d'augmenter le courant (ou la tension) du dispositif de chauffage et de maintenir la différence de température constante. Le débit du fluide est proportionnel au courant (ou à la tension) ajouté : plus le débit du fluide est important, plus le courant (ou la tension) ajouté est important pour maintenir une différence de température constante. Par conséquent, la relation entre le courant de chauffage (tension) et le débit massique peut être étalonnée expérimentalement, et le débit massique du fluide peut être calculé à partir du courant (tension). Le débitmètre massique de gaz à différence de température constante présente un problème : avec l'augmentation du débit du fluide, la chaleur de la résistance thermique en platine mesurant la vitesse est rapidement dissipée. Or, le débitmètre à différence de température constante nécessite une augmentation rapide de l'énergie de chauffage de la résistance thermique en platine mesurant la vitesse pour garantir une différence de température constante. Cependant, comme cette augmentation d'énergie dépend de la puissance du circuit lui-même et du courant maximal admissible de la résistance thermique en platine mesurant la vitesse, son débit mesurable est limité.

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