E+H热式气体质量流量计basic教材.ppt

Thermal Flow E+H China Thermal Flow Insert footer information 热式气体质量流量计 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 t-mass 的成功  Endress + Hauser 气体流量测量解决方案 测量原理 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 什么是气体? 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 气体的定义 任何流体在常态下 (1 bar, 20°C)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 理想气体 – 玻意尔（Boyles）定律 理想气体 –盖-吕萨克（ Gay Lussac‘s）定律 质量流 理想气体定律 温度上升，压力增加 p-V-T的相互关系 气体的可压缩性 – 真实气体因子 真实气体因子 - Z 气体潮湿的影响 例如: 压力和温度对CO2的影响 体积或质量流量测量?? 标准/规格化条件下的体积 质量流计算 气体测量的趋势 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 测量原理-热传导原理 (金氏定律) 热传感器 (PT100) Proline t-mass 65 F/I 热式质量流量计 热消散（冷却） 热消散（冷却） 热消散（冷却） 热消散（冷却） 典型的流量特性 典型的流量特性? 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 压力和温度的影响 应用范围 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。 传感器上的冷凝物 气体混合物 只要混合气体的组分保持恒定, 就可用热式质量流量计. 若混合气体的组分改变, 就会出现测量的不确定性. 对于质量流量速率的影响可用 Applicator? 来计算. 若几个组分具有相同的性质, 则仪表的性能不会发生很大影响, 如空气和氮气. 若改变氢气和氦气气体组分, 就会极大地改变混合气体地性质并导致极大地测量误差. 查阅 Applicator? ! 与空气比较的其它气体 在某一固定的过程条件下与空气比较, 由于各不相同地热性质下列气体流量量程不同: Air 100% Argon 262% Biogas/Natural Gas 94% CO2 159% O2 106% N2 100% H2 1% 优势 单点质量流量测量 宽的量程比 100:1 可测很低的流速 忽略不计的压损 ( 10 mbar) 适合低压或真空 大管道 能用于矩形管道 缺陷 有直管段的要求 对所测气体的性质和不稳定的混合气体敏感 仅对某些普通气体 测量精度不高也不能做计量交接仪表 受温度和压力所限 尽管有以上条件所限, 热式质量流量计仍不失为满足气体流量测量应用所需的常用的流量计! 测量原理 - 热式流量计的结构 Proline t-mass 65 – 基于在线系列的全新设计 外壳 电子 Proline I/O 模块 Proline 4线制供电 新的放大板 – 紧凑和远传 软件 气体引擎 机械 传感器, 仪表本体和插入管 新的标定平台 主要特性 内置 “气体引擎” 从仪表上直接选择单一气体测量或者从20种气体中选择1…8种组成混合气体 无需重新标定在现场即可改变气体类型和特性 动态温度补偿 流量和气体温度输出 最多4路 I/O，各种现场总线可选 传感器和电路板在现场即可更换而不影响标定结果 S-DAT T-DAT 现场修正,诊断和在线标定 测量系统 – t-m