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1、E+H China,Slide 1,Proline t-mass,热式气体质量流量计,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 2,全球热式质量流量计市场份额,从 2004 到2005 销售增加了$3.6M E+H -0.4% 市场份额 E+H 增加 +1.6% 台数,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 3,t-mass 的成功, 2006年12月31日已销售1708 台 t-mass 65 !,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热
2、式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 4,Endress + Hauser 气体流量测量解决方案,测量原理,t-mass 热式质量流量计,Deltabar 差压流量计,Promass 科氏力质量流量计,Prowirl 涡街流量计,Thermal Massflowmeter Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 5,气体的物理基础:,气体的物理性质 基本气体定律 气体质量计算 气体性质和他们之间的影响 常态和标准体积计算,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,
3、Slide 6,什么是气体?,气体,三相点,临界点,液体,固体,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 7,聚集状态,液体 有固定体积但形状易变 固体 有固定体积和形状 气体 无固定体积和形状,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 8,气体的定义,任何流体在常态下 (1 bar, 20C)以气态形式存在的称作气体 气体分子与液体和固体分子相反，不是互相结合的而是自由运动的 气体可以通过膨胀或压缩充满任何体积 气体可以压缩的,2020/9/3 Endr
4、ess+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 9,理想气体 玻意尔（Boyles）定律,在1662, Robert Boyle 发现了气体的体积与它的压力成反比 若压力增加而温度保持不变则体积减小,k = P x V,k = 常数 P = 压力 V = 体积,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 10,理想气体 盖-吕萨克（ Gay Lussacs）定律,在1802年，法国科学家盖-吕萨克通过实验发现的表达气体的体积随温度而改变的规律：一定质量的气体在压力不变时，它的体积随温度的变
5、化呈直线关系. 若容器里常压的气体加热时，体积增加。,k = P / T,k = 常数 P = 压力 T = 温度,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 11,质量流,质量流的计算看起来很简单.,Qm = 质量流 = 密度 Qv = 体积流,Qm = . Qv,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 12,理想气体定律,两个原理.,1,2,p = 压力 V = 体积 m =质量 R = 气体常数 T = 温度,2020/9/3 Endress+Hau
6、ser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 13,温度上升，压力增加,冷轮胎 P1 = 2 bar T1 = 20C,热轮胎 P2 = ? bar T2 = 40C,轮胎的压力随着温度的升高而增加 问题: 在温度从20 to 40C后，轮胎的压力是多少? 假定: 轮胎体积保持不变,解答:,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 14,p-V-T的相互关系,若温度不变，压力增加一倍则体积减半。 若温度增加一倍，无论压力如何体积增加一倍。,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量
7、流量计Proline T-mass培训,Slide 15,气体的可压缩性 真实气体因子,Z 1比理想气体膨胀,当理想气体受到压缩时，真实气体因子来说明这个偏差,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 16,真实气体因子 - Z,真实气体因子与下列有关: 气体, 压力和温度,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 17,气体潮湿的影响,只要湿气不冷凝，影响不大。,用 t-mass 流量计作试验测量,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热
8、式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 18,例如: 压力和温度对CO2的影响,当过程压力增加时, 气体特有的冷却效应也增加, 这就需要补偿. 为了精确测量就要乘以修正系数.,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 19,体积或质量流量测量?,例如: 压缩空气,体积 温度 压力 密度 质量,1 m3/min 20 C 1 bar 1.2 kg / m3 1.2 kg / min,0,183 m3/min 100 C 7 bar 6.5 kg / m3 1.2 kg / min,0,148 m3/min 2
9、0 C 6,8 bar 8.1 kg / m3 1.2 kg / min,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 20,标准/规格化条件下的体积,例子: Air = 1.293 kg Hydrogen= 0.089 kg Chlorine gas= 3.220 kg,规格化条件下的体积 在标准（规定）工况下气体体积的质量。 也可以认为气体的特定质量单位。 标准条件Reference Conditions 最常见的是 0C 和 1013 mbar a 在美国是:1013 mbar 15C,1 Nm3,2020/9/3 End
10、ress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 21,质量流计算,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 22,气体测量的趋势,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 23,内容,热消散（冷却） 质量流量计的物理原理 热式质量流量计的基本设计 流量传感器器的概念和设计 制造工艺的限制和影响 有关气体的性质和影响因素 过程条件(压力和温度)的影响 此技术的优缺点,FT010BPEB Endress+Hauser
11、气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 24,传感器有两个PT100的热电阻组成，一个测量管道内气体的温度，另一个由电流进行加热，保持这两个热电阻之间的温度差恒定。 当气体流经热电阻，就会有冷却效应。当流量增加，冷却效应就增加，为保持两个热电阻的温度差恒定所需的传感器功率就增加。 加在加热电阻上的功率与质量流量成正比,测量原理-热传导原理 (金氏定律),质量流量= 密度 . 流速,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 25,热传感器 (PT100),2 x RTD = PT100 (100R 0
12、C) 可靠的结构设计 对气体温度更加敏感,2020/9/3 Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 26,Proline t-mass 65 F/I 热式质量流量计,焊接式传感器 无密封圈 带有S-DAT模块 存储标定数据 在现场可进行更换,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 27,热消散（冷却）,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 28,热消散（冷却）,传感器加热以保持固定的温差。,F
13、T010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 29,热消散（冷却）,当气体分子流过加热的铂金丝时带走热量。 带走的热量取决于分子数量（与流速和压力有关）和气体的性质（比热，热导率等）。,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 30,热消散（冷却）,+,+,传感器驱动电路在PT100 上加上更多的功率以保持高于气体温度的温度差。,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 31,典型的流量
14、特性,非线性的流量特性 低流量时很高的灵敏度 在整个流量量程段通常需要几点校验,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 32,典型的流量特性?,压力 温度,流速,气体性质: - 热导率 - 比热 - 粘度 - 湿度,传导表面条件 如. 污染, 冷凝 ,随着压力和温度 的变化而变化,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 33,压力和温度的影响,气体的热性质会随着压力和温度的变化而变化 不同气体的影响也不一样: 如空气受温度的影响大一些而 CO2 则
15、受压力的影响更大些 温度可动态补偿 即实时测量气体的温度并实时校正气体的性质 若压力稳定的话可以在面板上输入一设定值 若压力变化很大的话, 如 5 bar, 则用压力变送器的mA输出/ PROFIBUS/ Modbus RS485作为它的输入,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 34,压力和温度的影响,以下示列生动地展现空气受压力和温度地影响. 若压力和温度改变得不大的话, 空气受此影响不大. 否则的话, 则由于热性质的改变而需要修正其偏差.,APPLICATOR 软件能用来估算可能的影响.,FT010BPEB En
16、dress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 35,应用范围,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 36,潮湿影响,潮湿气体会在传感器上增加冷却效应 只要避免冷凝的话, 这种影响就会减少到最低 全年季节改变而引起的湿度改变会增减输出高达 7 % . 假设传感器上有冷凝, 输出会明显地上升. 只要没有冷凝发生，湿气的影响可以忽略不计。 旧的传感器对于任何液相其读数都会增大。 测量误差总是负的（仪表读数高）而且很难量化误差多少。,运用以下露点计算冷凝的影响,若过程温度小于露点 = 冷凝考虑过程压力!,FT010BPEB Endress+Hauser 气体热式质量流量计Proline T-mass培训,Slide 37,传感器上的冷凝物,+,+,+,+,FT010BPEB Endress
