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热式质量流量计（以下简称
TME
）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。
在总的热传导系数
A
中，因测量管壁很薄且具有相对较高热导率，仪表制成后其值不
变，因此
A
的变化可简化认为主要是流体边界层热导率的变化。当使用于某一特定范围的
流体时，
则
A
、
cp
均视为常量，
则质量流量仅与绕组平均温度差成正比，
如图
2 Oa
段所示。
Oa
段为仪表正常测量范围，仪表出口处流体不带走热量，或者说带走热量极微；超过
a
点
流量增大到有部分热量被带走而呈现非线性，流量超过
b
点则大量热量被带走。
测量管加热方式大部分产品采用两绕组或三绕组线绕电阻；
除管外电阻丝绕组加热方式
外还有利用管材本身电阻加热方式，如表
1
所示。测量管形状有直管形，还有
∏
字形结构，
三绕组中一组在中间加热，两组分绕两臂测量温度。
方式
感应加热热电偶
两绕组电阻丝
三绕组电阻丝
检测元件
热电偶
热电阻丝
热电阻丝
加热方式
测量管焦耳热
自己加热
中间绕组加热
为了获得良好的线形输出，必须保持层流流动，测量管内径
D
设计得很小而长度
L
很
长，即有很大
L/D
比值，流速低，流量小。为扩大仪表流量，还可采用在管道内装管束等
层流阻流件；扩大更大流量和口径还常采用分流方式，在主管道内装层流阻流件（见图
3
）
以恒定比值分流部分流体到流量传感部件。
有些型号仪表也有用文丘里喷嘴等代替层流阻流
件。
市场上热分布式
TMF
按测量管内径分为细管型
（也有称毛细管型）
和小型两大类，
结
构上有较大区别。
小型测量管仪
表只有直管型
，内径为
4mm
；细管型测量
管内径仅
0.2~0.5mm
。稍大者为
0.8~1mm
，极容易堵塞，只适用于净化无尘气体。细管型仪表还有
一种带有调节单元和控制阀等组成一体的热式质量流量控制器，结构如图
4
所示。
1.2
基于金氏定律的浸入型
TMF
金氏定律的热丝热散失率表述各参量间关系，如式
2
所示。
（
2
）
式中
H/L -------
单位长度热散失率，
J/m•h;ΔT
--------
热丝高于自由流束的平均升高温度，
K
；
λ
--------
流体的热导率，
J/h•m•K;cV
---------
定容比热容，
J/kg•k;ρ
---------
密度，
kg/m
3
;
U---------
流体的流速，
m/h;d--------
热丝直径，
m.
如图
5
所示，两温度传感器（热电阻）分别置于气流中两金属细管内，一热电阻测
得气流温度
T
；另一细管经功率恒定的电热加热，其温度
Tv
高于气流温度，气体静止时
Tv
zui高，随着质量流速
ρU
增加，气流带走更多热量，温度下降，测得温度差
ΔT=Tv
-T.
这种
方法称作
“
温度差测量法
”
或
“
温度测量法
”
。
消耗功率
P
和温度差
ΔT
如式
3
所示比列关系，式中
B, C, K
均为常数，
K
在
?~?
之
间。从式
2
便可算出质量流速，乘上点流速于管道平均流速间系数和流通面积的质量流量
qm
，再将式
3
变换成式
4
。
（
3
）
（
4
）
式
4
中
E
是与所测气体物性如热导率、比热容、粘度等有关的系数，如果气体成分和物性
恒定则视为常数。
D
则是与实际流动有关的常数。
若保持
ΔT
恒定，控制加热功率随着流量增加而增加功率，这种方法称作
“
功率消耗
测量法
