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熱式氣體環室孔板流量計的基本工作原理

作者: 來源: 發布時間:2017-12-16 13:38:38

 熱式氣體環室孔板流量計的基本工作原理

    熱式環室孔板流量計是根據熱線測速儀的有關原理,基于插入流體中的加熱元件與流動的流體(氣體)之間的對流換熱原理構成的。
    熱式環室孔板流量計插入管道中心部位的是兩個敏感元件,一個是測速加熱元件R6(V),另一個是氣體溫度變化補償元件R5(T),均用基準級鉑電阻絲繞制而成。這兩個元件與若干固定電阻組成測量電橋。R3和R4是固一電阻,并且R4 R3,R6(V) R5(T),因而通過R6(V)的電流比通過R5(T)的電流大得多。電橋的不平衡電壓由運算放大器檢測放大,經PID調整電路后驅動達林頓管產生橋路電流,主要是R6(V)的加熱電流。
    熱式環室孔板流量計通過這種反饋控制電路,使R6(V)的加熱電流隨管道煤氣流速V的提高而加大,并保持加熱溫度與被測煤氣溫度之差恒定。加熱電流的變化通過橋臂電阻R4兩端的電壓變化反映出來,經放大輸出電壓U1后送A/D變換電路。R8用于調整零點,使U1輸出值為0V,對應管道煤氣零流速。R2用于調整量程,使U1輸出值為5V,對應被測管道煤氣流速上限。U1-v特性曲線與恒溫式熱線測速儀的靜態特性曲線一致。
    由此可知,該煤氣熱式環室孔板流量計在低流速時有很高的靈敏度,可測流速范圍為0.05~50Nm/s。輸出電壓U1通過A/D實現模數轉換,其后接數字線性化單元,它是固化在一片EPROM芯片中的由U1-v對應數據組成的表格,該數據表格經實流標定后得出。儀表工作時根據U1的A/D數字量(文中簡稱熱式碼N)作地址查表獲得標準狀況下的體積流量,經單片機數據處理后送顯示器可直接讀取被測管道煤氣瞬時流量Q和累積流量。
    當管道中無煤氣流過時,流量電橋處于平衡狀態,輸出值為0,代表被測煤氣零流量;而當管道中有微弱煤氣通過時,就立刻引起電橋的不平衡,測得的輸出電壓表征對應的煤氣流量值,這樣從根本上解決了煤氣小流量漏計問題。為了解決測量傳感器的動態響應問題,在熱式環室孔板流量計測量線路設計中采用了副電橋技術,提高了儀表的靈敏度。
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