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alicat质量流量计的测量原理
发布时间:2021-12-28   点击次数:451次
  alicat质量流量计采用一个恒流源(恒压源)对热源加热,流体流动使两个铂电阻的温度不同。铂电阻连接在惠斯通电桥中,铂电阻的温度不同使铂电阻的电阻呈现不同阻值,从而使电桥不平衡,通过检测电桥的电压来反应流体流量。
 
  现从传热学角度对该传感器原理作进一步的分析。假定流体为均匀分布的牛顿型流体,以一维测量为例:
 
  热源R置于传感器基片的中心,在其两边对称地放置两个*相同的温度检测芯片(薄膜式铂电阻)S1和S2传感器与流体之间的热交换主要通过对流进行,热源与温度检测芯片之间的热交换可通过传导和对流进行。
 
  当流体流速为零,即当流体处于静止状态时,表面附近的流线场及主要由此产生的温度场相对于热源呈对称分布。
 
  由于结构上的对称性,通过基片热传导进行的热交换相对于热源始终是对称的。
 
  此时感温芯片的铂电阻温度满足TS1=TS2,即温差:ΔT21=TS2-TS1=0。
 
  当流体流动时,流体和铂电阻之间主要为对流换热,由于局部对流换热系数的不同,基片表面附近的流线场及相应的温度场相对于中心热源的分布发生变化,导致倾向性的不对称分布。
 
  根据alicat质量流量计热边界层理论,可知,此时上游温度检测芯片表面冷却速率高于下游芯片表面;
 
  即铂电阻S1的换热系数大于S2是换热系数,所以TS2>TS1,温差温度差:ΔT21=TS2-TS1>0。
 
  且ΔT21的值随流体流速的增大而增大。如果改变流体流向,ΔT21亦相应改变符号。
 
  利用热平衡方程可以计算出因对流引起的芯片表面的温度再分布,获得温度差与流速的关系式。
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