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                  alicat質量流量計的測量原理
                  發布時間:2021-12-28   點擊次數:285次
                    alicat質量流量計采用一個恒流源(恒壓源)對熱源加熱,流體流動使兩個鉑電阻的溫度不同。鉑電阻連接在惠斯通電橋中,鉑電阻的溫度不同使鉑電阻的電阻呈現不同阻值,從而使電橋不平衡,通過檢測電橋的電壓來反應流體流量。
                   
                    現從傳熱學角度對該傳感器原理作進一步的分析。假定流體為均勻分布的牛頓型流體,以一維測量為例:
                   
                    熱源R置于傳感器基片的中心,在其兩邊對稱地放置兩個完全相同的溫度檢測芯片(薄膜式鉑電阻)S1和S2傳感器與流體之間的熱交換主要通過對流進行,熱源與溫度檢測芯片之間的熱交換可通過傳導和對流進行。
                   
                    當流體流速為零,即當流體處于靜止狀態時,表面附近的流線場及主要由此產生的溫度場相對于熱源呈對稱分布。
                   
                    由于結構上的對稱性,通過基片熱傳導進行的熱交換相對于熱源始終是對稱的。
                   
                    此時感溫芯片的鉑電阻溫度滿足TS1=TS2,即溫差:ΔT21=TS2-TS1=0。
                   
                    當流體流動時,流體和鉑電阻之間主要為對流換熱,由于局部對流換熱系數的不同,基片表面附近的流線場及相應的溫度場相對于中心熱源的分布發生變化,導致傾向性的不對稱分布。
                   
                    根據alicat質量流量計熱邊界層理論,可知,此時上游溫度檢測芯片表面冷卻速率高于下游芯片表面;
                   
                    即鉑電阻S1的換熱系數大于S2是換熱系數,所以TS2>TS1,溫差溫度差:ΔT21=TS2-TS1>0。
                   
                    且ΔT21的值隨流體流速的增大而增大。如果改變流體流向,ΔT21亦相應改變符號。
                   
                    利用熱平衡方程可以計算出因對流引起的芯片表面的溫度再分布,獲得溫度差與流速的關系式。
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