专业性
责任心
高效率
科学性
全面性
第一节 热式质量流量计产品定义及基本属性
一、产品定义、性能
热式质量流量计(thermalmassflowmeter简称TMF)是利用传热原理,即流动中的流体与热源(流体中加热的物体或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表,过去我国习称量热式流量计。当前主要用于测量气体。它的基本原理是利用外热源对被测流体加热,测量因流体流动造成的温度场变化来反映质显流量。
热式质量流量计根据热源及测温方式的不同可分为接触式和非接触式两种。
1.接触式热式质量流量计
这种质量流量计的加热元件和测温元件都置于被测流体的管道内,与流体直接接触,常被称为托马斯流量计,适于测量气体的较大质量流量。由于加热及测量元件与被测流体直接接触,因此元件易受流体腐蚀和磨损,影响仪表的测量灵敏度和使用寿命。测量高流速、有腐蚀性的流体时不宜选用,这是接触式的缺点。
2.非接触式热式质量流量计
这种流量计的加热及测温元件都置于流体管道外,与被测流体不直接接触,克服了接触式的缺点。
二、产品所属行业界定
热式质量流量计在国家统计局行业分类目录中属于仪器仪表及文化办公用制造业。
第二节 热式质量流量计产品应用概况
一、产品主要应用领域
热式质量流量计产品应用情况列表
| 应用领域 | 典型应用 | 应用性能 |
| 石油化工行业 | 火炬气排放监控 | 宽量程比,传感器不易堵塞,可在线插拔清洗,适用气体广泛 |
| 电力行业 | 锅炉一次风、二次风、磨煤风的风量测量 | 安装简便,无直管段要求,低压力损失,无需温压补偿,可在苛刻的条件下使用(如:空气中含有粉尘、颗粒、磨损严重、低压力等) |
| 冶金行业 | 高炉煤气、焦炉煤气测量 | 按实际介质组份标定,可对组份变化进行修正,可在线清洗传感器,插入长度可任意调整 |
| 电子行业 | 高纯度气体质量流量测量 | 无需温压补偿直接测量质量流量,传感头经过高度抛光,可用于贸易结算 |
| 供暖通风和空调系统(HVAC) | 产品反应灵敏、运行可靠,对安装直管段无严格要求 | |
| 水处理行业 | 测量曝气池的空气流量 | 耐脏、耐尘,真正无压降,现场安装简便 |
| 食品行业 | 向反应器中通入适量气体,控制过程及质量 | 卫生级3A,高纯净度,所有接液表面采用不锈钢,宽量程比 010-5166-1425 |
热式质量流量计应用领域结构分布图

二、产品应用成熟度分析
和电磁和涡街流量计不同,质量流量计技术门槛较高。质量流量计应用拓展最大的障碍就是价格问题。质量流量计发展的几十年来,本土供应商一直也没有具体掌握高端的质量流量计生产技术。因此质量流量计价格高居不下,除了在石油石化行业应用比较广泛,在其他行业由于价格限制,应用较少。目前国外的主流的质量流量计供应商也看到这样的市场需求,在市场上开始推广低端的质量流量计产品。从质量流量计技术来看,质量流量计的口径也越来越大,能在各种大口径的管道上使用。
热式质量流量计越来越多地应用于半导体工业外延扩散、石油化工微型反应装置、镀膜工艺、光导纤维制造、热处理淬火炉等各种场所的氢、氧、氨、燃气等流量测量和控制,以及固体气制冷中固体氩蒸发等累积量计量和阀门制造中的泄漏量测量等。在气体色谱仪和气体分析仪器等实验室仪器上,也得到了大量的应用,受到越来越多的专业人员的重视,具有广阔的发展前景。
第三节 热式质量流量计产品发展历程
.热式气体质量流量计起源于美国,恒功率式与恒温差式分别自上世纪60年代、70年代开始出现,
热式气体质量流量计的起源之一是热式流量开关(Thermalflowswitches)。1964年美国FCI公司的创始人为了满足石油公司现场判断冬季输油管线中的游说混合物是否冻结的需要开发了热式流量开关。最初的流量开关已经可以提供精度不高的百分比流量指示输出。1981年FCI公司改进了以前的设计,推出基于恒功率原理的热式流量开关技术,与现代成熟的电子技术结合的热式流量计。
热式气体质量流量计的第二个起源是将热线式风速计。热线式风速计作为热式流量计的一种,最早起源于1900s,用于测量流体剖面的流速,有响应速度快的优点,传感器小、易碎,不适合在工业场合应用。早期的产品是空气风速仪和风速传感器,以及空气取样产品,这就是SierraInstruments的初期产品基础。
到了上世纪90年代的早期,美国国家环保局采用CEMS测量污染物的大气排放量(SOX、NOX等),传统的单点流量测量不能满足要求,热式有不易堵塞的特点,出现了多点热式流量测量系统(Multipointthermalflowmeters),有些系统达到了16个测量点。