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[技术简报] 流量传感器在压缩空气流量计算中的应用方法

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发表于 2022-10-25 14:13:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

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随着空气压缩机的广泛应用,其流量的准确测量对于产品升级、工业生产过程的控制和监测以及节能减排都显得至关重要。压缩空气流量是表述空气压缩机性能的重要参数,以体积表示称为体咫流量,以质量表示称为质量流量。那么该如何计量压缩空气流量呢?

压缩空气系统中需要用标准体积流量,是基于一个固定的参考压力和温度的体积流量。因此,我们甚至不需要知道介质的温度和压力也可以直接得到标准体积流量。只需要用质量流量的测量值除以空气在标准状况的密度即可。但如果我们要从质量流量得出工况流量,就需要知道介质的温度和压力,从而得出当前温度和压力介质的密度,进而得出工况流量。以下就几种适合压缩空气的常用的流量测量方法
①利用伯努利方程原理通过测量流体差压信号反映流量的差压式流量测量法。
②通过直接测量流体流速得出流量的速度式流量测量法
③利用标准小容积连续测量流量的容积式测量法
④以测量流体质量流量为目的的质量流量测量法。

虽然上述方式都可以测量压缩空气流量,但并非所有测量方法或测量仪表都适合压缩空气流量的测量,应根据压缩空气本身的特性、测量要求和使用条件不同,选择合适的测量方法或仪表。在压缩空气的流量计量中工采网推荐使用瑞士IST 热式质量流量传感器 - MFS02及英国SST 气体流量传感器 - AFE-01。

瑞士IST 热式质量流量传感器 - MFS02适用于通过桥式电路测量极低流量与泄漏检测应用,对于大流量与快速响应的应用,CTA模式下有极高分辨率,而在CTA模式下极高的测量动态范围(10‘000‘000 : 1),非旁路模式不同的灵敏度与电路拓扑结构可供选择,其次对腐蚀性气体和蒸气具有高耐化学性,可测量流向。


英国SST 气体流量传感器 - AFE-01由四个铂金薄膜电阻构成,阻抗低,加热区面积小。加热器左右两边各一个高阻抗电阻,用来检测流速和流向,还有一个电阻用来检测气体的温度,靠近加热元件的两个电阻连接成一个电桥,产生检测流速和流向功能的一个输出信号。

没有流量的情况下,这两个电阻达到同样的加热状态。当有流量存在时,其中一个电阻的温度比另一个低很多,具体哪个电阻温度变低由流向决定,温度差可以测量得到,由流速和流向决定。流量传感器的加热时间和响应时间非常短,因为它的热质量小。这种方式可以检测到非常微小的流速变化。 为了得到更高的流动速度, 温度传感器可以与恒温风速仪相连接。

英国SST 气体流量传感器AFE-01技术参数:
测量原理:热量原理
检测量程:0 ... 50 m/s (以CTA模式的电路为例)
灵敏度:0.001 m/s
精 度:< 2%测量值(取决于电路和标定)
响应时间:T 63% < 0.5 S
温度范围:-20…… +150 °C
电气连接:绝缘漆包铜线 (一般长度25 mm)
加热元件:RH (25°C) = 34□± 10%
检测元件:Rs_i (25°C) = 425□ ± 10%
参考元件:RR (25°C) = 710□ ± 10%
供电电压:一般为 2 …… 5 V(取决于气体流速)
基片材料:低热导陶瓷
总之,更高的参数需要客户定制
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