在總的熱傳導系數

A

中，因測量管壁很薄且具有相對較高熱導率，儀表制成后其值不

變，因此

A

的變化可簡化認為主要是流體邊界層熱導率的變化。當使用于某一特定范圍的

流體時，

則

A

、

cp

均視為常量，

則質量流量僅與繞組平均溫度差成正比，

如圖

2 Oa

段所示。

Oa

段為儀表正常測量范圍，儀表出口處流體不帶走熱量，或者說帶走熱量極微；超過

a

點

流量增大到有部分熱量被帶走而呈現非線性，流量超過

b

點則大量熱量被帶走。

測量管加熱方式大部分產品采用兩繞組或三繞組線繞電阻；

除管外電阻絲繞組加熱方式

外還有利用管材本身電阻加熱方式，如表

1

所示。測量管形狀有直管形，還有

∏

字形結構，

三繞組中一組在中間加熱，兩組分繞兩臂測量溫度。

方式

感應加熱熱電偶

兩繞組電阻絲

三繞組電阻絲

檢測元件

熱電偶

熱電阻絲

熱電阻絲

加熱方式

測量管焦耳熱

自己加熱

中間繞組加熱

為了獲得良好的線形輸出，必須保持層流流動，測量管內徑

D

設計得很小而長度

L

很

長，即有很大

L/D

比值，流速低，流量小。為擴大儀表流量，還可采用在管道內裝管束等

層流阻流件；擴大更大流量和口徑還常采用分流方式，在主管道內裝層流阻流件（見圖

3

）

以恒定比值分流部分流體到流量傳感部件。

有些型號儀表也有用文丘里噴嘴等代替層流阻流

件。

市場上熱分布式

TMF

按測量管內徑分為細管型

（也有稱毛細管型）

和小型兩大類，

結

構上有較大區別。

小型測量管儀

表只有直管型

，內徑為

4mm

；細管型測量

管內徑僅

0.2~0.5mm

。稍大者為

0.8~1mm

，極容易堵塞，只適用于凈化無塵氣體。細管型儀表還有

一種帶有調節單元和控制閥等組成一體的熱式質量流量控制器，結構如圖

4

所示。

1.2

基于金氏定律的浸入型

TMF

金氏定律的熱絲熱散失率表述各參量間關系，如式

2

所示。

（

2

）

式中

H/L -------

單位長度熱散失率，

J/m•h;ΔT

--------

熱絲高于自由流束的平均升高溫度，

K

；

λ

--------

流體的熱導率，

J/h•m•K;cV

---------

定容比熱容，

J/kg•k;ρ

---------

密度，

kg/m

3

;

U---------

流體的流速，

m/h;d--------

熱絲直徑，

m.

如圖

5

所示，兩溫度傳感器（熱電阻）分別置于氣流中兩金屬細管內，一熱電阻測

得氣流溫度

T

；另一細管經功率恒定的電熱加熱，其溫度

Tv

高于氣流溫度，氣體靜止時

Tv

zui高，隨著質量流速

ρU

增加，氣流帶走更多熱量，溫度下降，測得溫度差

ΔT=Tv

-T.

這種

方法稱作

“

溫度差測量法

”

或

“

溫度測量法

”

。

消耗功率

P

和溫度差

ΔT

如式

3

所示比列關系，式中

B, C, K

均為常數，

K

在

?~?

之

間。從式

2

便可算出質量流速，乘上點流速于管道平均流速間系數和流通面積的質量流量

qm

，再將式

3

變換成式

4

。

（

3

）

（

4

）

式

4

中

E

是與所測氣體物性如熱導率、比熱容、粘度等有關的系數，如果氣體成分和物性

恒定則視為常數。

D

則是與實際流動有關的常數。

若保持

ΔT

恒定，控制加熱功率隨著流量增加而增加功率，這種方法稱作

“

功率消耗

測量法