Descrição da classificação do medidor de vazão mássica térmica

Os medidores de vazão mássica térmica podem ser divididos em: medidores de vazão de método de diferença de temperatura constante e medidores de vazão de método de potência constante. O método de potência constante (método de medição de temperatura) consiste em fornecer calor à resistência térmica de platina com potência constante para aquecê-la a uma temperatura superior à do gás, e o fluxo do fluido removerá parte do calor da superfície da resistência térmica de platina. Quanto maior a vazão, maior a queda de temperatura. A temperatura que muda com o fluxo do fluido pode refletir o fluxo do gás. Existem os dois métodos de implementação a seguir: (1) Apenas uma resistência de platina é aquecida e a diferença de temperatura é medida pelo princípio da difusão térmica. Princípio: Semelhante à estrutura do medidor de vazão diferencial de temperatura constante, dois resistores de platina de metal também são adicionados à tubulação de medição, um é um resistor de medição de temperatura usado para medir a temperatura do fluido medido e o outro é usado para medir a velocidade do fluido medido. Resistor de medição de velocidade. Adicione uma potência constante ao aquecedor para aquecer a resistência de platina de medição de velocidade. Quando o fluido está em repouso, a diferença de temperatura entre a resistência de platina de medição de velocidade e a resistência de platina de medição de temperatura é ΔT21 = TS2-TS1**. Com o fluxo do meio, a superfície das duas resistências de platina diminui. A diferença de temperatura diminui. Quanto maior a vazão do fluido, menor a diferença de temperatura entre os dois resistores de platina. A resistência de platina é conectada na ponte de Wheatstone, e a temperatura da resistência de platina é diferente, de modo que a resistência da resistência de platina apresenta valores de resistência diferentes, de modo que a ponte fica desequilibrada, e o fluxo do fluido é refletido pela detecção da diferença de tensão da ponte. O problema com este medidor de vazão mássica de potência constante: se a densidade do fluido for ρ, a vazão for μ, o calor retirado pelo fluido para aquecer a resistência de platina for Q, e a diferença de temperatura entre a resistência de platina que mede a temperatura e a resistência de platina que mede a velocidade for △T21, então há uma relação: Q/ΔT21=k1+k2•(ρ•μ) k3 Na fórmula, para um fluido com uma certa composição, k1, k2, k3 são constantes. Em uma tubulação que cruza S, a vazão mássica qm=ρ•μ•S. Durante o processo de medição, a resistência de platina que mede a velocidade é aquecida pela corrente I, e no estado de equilíbrio térmico, a potência de aquecimento da corrente e o calor retirado pela resistência de platina que mede a velocidade estão em um estado de equilíbrio, ou seja, Q=I2•RS2. Portanto, o fluxo de massa qm tem uma relação um-para-um com Q/ΔT21, que pode ser expressa como: qm=f〔I2•RS2/ΔT21] Quando a corrente de aquecimento I permanece inalterada, ao calcular a taxa de fluxo de massa do fluido medindo a diferença de temperatura ΔT21 do fluido, a mudança da velocidade de medição da resistência de platina RS2 com a temperatura é ignorada, o que causará erros. (2) Aqueça dois resistores de platina simétricos e calcule a diferença de temperatura com base no princípio do balanço térmico. A estrutura do sensor é fixar simetricamente dois resistores de platina *idênticos em ambos os lados da fonte de calor e colocá-los no fluido. Uma fonte de corrente constante (fonte de tensão constante) é usada para aquecer a fonte de calor, e o fluxo de fluido torna a temperatura dos dois resistores de platina diferente. A resistência de platina é conectada na ponte de Wheatstone, e a temperatura da resistência de platina é diferente, de modo que a resistência da resistência de platina apresenta diferentes valores de resistência, de modo que a ponte fica desequilibrada, e o fluxo do fluido é refletido pela detecção da tensão da ponte. O princípio do sensor é analisado mais detalhadamente da perspectiva da transferência de calor. Assumindo que o fluido é um fluido newtoniano uniformemente distribuído, tome a medição unidimensional como exemplo: como mostrado na Figura 1, a fonte de calor R é colocada no centro do substrato do sensor, e dois chips de detecção de temperatura idênticos (tipo de película fina) são colocados simetricamente em ambos os lados dele. Resistência de platina) A troca de calor entre os sensores S1 e S2 e o fluido é realizada principalmente por convecção, e a troca de calor entre a fonte de calor e o chip de detecção de temperatura pode ser realizada por condução e convecção. Quando a velocidade do fluido é zero, ou seja, quando o fluido está em repouso, o campo de corrente próximo à superfície e o campo de temperatura resultante são distribuídos simetricamente em relação à fonte de calor. Devido à simetria estrutural, a troca de calor por condução através do substrato é sempre simétrica em relação à fonte de calor. Neste momento, a temperatura da resistência de platina do chip sensor de temperatura satisfaz TS1=TS2, ou seja, a diferença de temperatura: ΔT21=TS2-TS1=0. Quando o fluido flui, a transferência de calor convectiva ocorre principalmente entre o fluido e o resistor de platina. Devido à diferença nos coeficientes locais de transferência de calor convectiva, a distribuição do campo de corrente próximo à superfície do substrato e o campo de temperatura correspondente em relação à fonte de calor central mudam, resultando em uma tendência de distribuição assimétrica de sexo. De acordo com a teoria da camada limite térmica, pode-se observar que a taxa de resfriamento da superfície do chip de detecção de temperatura a montante é maior do que a da superfície do chip a jusante neste momento, ou seja, o coeficiente de transferência de calor da resistência de platina S1 é maior do que o de S2, então TS2>TS1, a diferença de temperatura diferença de temperatura: ΔT21=TS2 - TS1>0. O valor de ΔT21 aumenta com o aumento da vazão do fluido. Se a direção do fluxo do fluido for alterada, o sinal de ΔT21 também mudará. A redistribuição de temperatura na superfície do chip causada pela convecção pode ser calculada usando a equação do balanço térmico, e a relação entre a diferença de temperatura e a vazão pode ser obtida.

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