熱式質(zhì)量流量計(jì)是基于熱擴(kuò)散原理而研制的，自這種流量計(jì)投放市場以來，立即以它顯著的特點(diǎn)，優(yōu)良的品質(zhì)受到業(yè)界廣泛的贊譽(yù)，并迅速得到了應(yīng)用。DCSY公司以專業(yè)的精神，先進(jìn)的技術(shù)，生產(chǎn)的QFM系列熱式質(zhì)量流量計(jì)正式投放中國市場以來，在石油、化工、環(huán)保、天然氣、電廠、暖通、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在煙道氣體處理和污水處理行業(yè)的曝氣的測量方面得到了更廣泛的應(yīng)用。下面就熱式質(zhì)量流量計(jì)的原理、特點(diǎn)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)及在曝氣中測量的解決方案作一陳述。
1.QFM系列熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理
1.1 QFM系列傳感器的工作原理
傳感器分三種：鎧裝的316L、哈氏合金；陶瓷封裝；玻璃封裝。
原理分兩種：恒溫法；恒功率法
三種傳感器的材質(zhì)雖然不同，但實(shí)現(xiàn)的原理是相同的。
1.1.1恒溫差法
探頭有兩個(gè)探針，一個(gè)是加熱探針，內(nèi)含高精度PT20電阻；另一個(gè)是基準(zhǔn)探針，內(nèi)含高精度PT1000電阻。加熱探針測量風(fēng)速；基準(zhǔn)探針測量風(fēng)速的溫度。
我們知道，熱式質(zhì)量流量計(jì)是基于熱擴(kuò)散技術(shù)的。插入到流體中的探頭，由于受到介質(zhì)流動(dòng)速度的影響，受加熱的流量探針的熱量會(huì)損失，那么，它的熱量損失與流速的關(guān)系可用下列數(shù)學(xué)模型表達(dá)：
P/△T=A+B（Q）m ------------（1）
其中：P表示消耗功率，△T表示兩個(gè)探針之間的溫度差，Q表示質(zhì)量流量，m表示指數(shù)系數(shù)，A、B是與氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。 從公式（1）可以看出加熱探頭的功率與溫度差的比值就是流體的質(zhì)量流量。如果我們把△T保持不變，根據(jù)消耗功率與流體的質(zhì)量流量關(guān)系來測量流體的流量，這種方法我們就稱為“恒溫差”法，它的優(yōu)點(diǎn)就是：在小流量點(diǎn)非常靈敏，最小可以到0.05m/s，而且有很好的線性度；流速響應(yīng)快，最小可達(dá)250ms。量程比寬，一般都大于500：1，但這種原理也有缺點(diǎn)，90m/s以上量程段靈敏度較差，這也取決于傳感器的制作工藝水平。
1.1.2恒功率法
從上式（1）可以看出：如果我們把消耗功率P固定，根據(jù)溫度差與流量的關(guān)系可以，我們可以測量流體的質(zhì)量流量，稱為“恒功率”法。它的優(yōu)點(diǎn)是：在10m/s以上的量程段有較好的靈敏度和線性度；缺點(diǎn)是流速響應(yīng)的時(shí)間較慢，典型為為5s。
鎧裝傳感器： 抗腐蝕，抗臟，耐磨，高溫；主要應(yīng)用在污水處理行業(yè)、煙道氣體處理系統(tǒng)。
陶瓷封裝傳感器：抗腐蝕，抗臟，耐磨，主要應(yīng)用在暖通空調(diào)領(lǐng)域
玻璃封裝傳感器：抗腐蝕，抗臟，耐磨，主要應(yīng)用在暖通空調(diào)領(lǐng)域、大氣氣體分析等領(lǐng)域。
1.2 QFM系列熱式質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)現(xiàn)原理
流量計(jì)的設(shè)計(jì)基于是模塊化設(shè)計(jì)、全密封、便于安裝拆卸的理念。從上述框圖的實(shí)現(xiàn)我們可以知道：電子單元模塊有四塊板層疊在一起，分端子板、電源板、CPU板、顯示板。
可以實(shí)現(xiàn)流速信號通過傳感器探頭經(jīng)過引線補(bǔ)償電路，經(jīng)信號調(diào)理電路進(jìn)行12位A/D變換，數(shù)字信號進(jìn)入CPU微處理器系統(tǒng)，經(jīng)過CPU的處理，實(shí)現(xiàn)了對流體質(zhì)量流量的測量與控制。同時(shí)也可以通過RS232或RS485來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)量與控制。
1.3 QFM200熱式質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn)
▲ 專家高溫、高濕、變組分算法
▲ 在線校正
▲ 寬量程比1000：1
▲ 大口徑、低流速
▲ 低壓損
▲ 無須溫壓補(bǔ)償直接測量質(zhì)量流量
▲ 低流速高靈敏度
▲ 恒功率和恒溫差技術(shù)
▲ 標(biāo)準(zhǔn)溯源至國家標(biāo)準(zhǔn)
2.QFM200氣體質(zhì)量流量計(jì)的安裝和接線
要保證測量系統(tǒng)的精度要求，除了要求所配接的儀表精度外，正確的安裝也起著一定作用。原則上安裝應(yīng)遵循傳感器探頭垂直與管道，若現(xiàn)場不允許，傾斜角度不得大于±10°。QFM200熱式質(zhì)量流量計(jì)的電流輸出（標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA）是有源的。分兩路輸出：一路是流速信號；另一路是介質(zhì)溫度信號。如果現(xiàn)場干擾大，可配接信號隔離器。一方面起隔離現(xiàn)場的干擾信號，保證后接儀表或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定；另一方面，也起著把信號從有源到無源的轉(zhuǎn)換作用，更便于與PLC、采集卡對無源信號的需求。
QFM200熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是不但可以測量流體流量和溫度，而且還可以輸出控制接點(diǎn)。
3、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)串級調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)
污水處理廠曝氣池的溶解氧是污水處理系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，要控制在一定的濃度。過量的曝氣會(huì)使能耗增高，增加污水處理費(fèi)用，曝氣不足會(huì)使溶解氧降低，不利于水中微生物的生長，最終會(huì)影響污水處理的效果。溶解氧濃度同進(jìn)水水質(zhì)、溫度、壓力、曝氣量等有著非常密切的關(guān)系，當(dāng)這些外界條件發(fā)生變化時(shí)，溶解氧濃度也隨之發(fā)生變化。在上述的因素中，只有曝氣量是可以控制的，因此以溶解氧為反饋環(huán)節(jié)的閉環(huán)系統(tǒng)中，引入風(fēng)量調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)溶解氧、風(fēng)速串級調(diào)節(jié)，會(huì)使效果更佳。
鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的串級調(diào)節(jié)
在圖中可以看出，溶解氧（DO）調(diào)節(jié)器和風(fēng)量調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)串接工作，DO調(diào)節(jié)器的輸出是作為風(fēng)量調(diào)節(jié)器的給定值，由風(fēng)量調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)閥動(dòng)作。DO作為主調(diào)節(jié)參數(shù)，它是為了工藝要控制的指標(biāo)。曝氣量
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