2000-005_流量感测元件简介-元智大学最佳化设计试验室.pdfVIP

流量感測元件簡介 作者：王崇飛 (1999-09-02) ；修改 ：王崇飛 (2000-05-05) ；核可 ：徐業良 (2000-05-08) 。 作者：王崇飛 (1999-09-02) ；修改 ：王崇飛 (2000-05-05) ；核可 ：徐業良 (2000-05-08) 。 附註 ：本文為元智大學機械系大四自動化機械設計實務課程教材 。 附註 ：本文為元智大學機械系大四自動化機械設計實務課程教材 。 流量感測元件(flow sensors)簡介 一、基本原理 流量感測器最常運用於流體機械、冷凍空調裝置等領域 ，最常見的流量計就是家庭 用自來水水錶 ，以及加油站之油錶 ，這大兩類的流量計其實都是利用機構運作的方式達 到量測體積流率(volume flow rate) 。此外在工程實務 用中諸如系統熱量計算（其實 稱為焓差更為準確）、劑量控制等又與單位時間所通過節點的質量有關 ，因此一般以量 測質量流率(mass flow rate) 為主 。 式(1)為流體在封閉迴路中之連續性方程式 ， 過一節點的體積流率等於流體速度v 與截面積A 之乘積，一般以QV 表示體積流率。 dV Adx QV Av (1) dt dt 質量流率即單位時間內 過截面之質量，如式(2) ，一般以Qm 表示質量流率。 dm Qm (2) dt 將式(2)展開並以鏈法則微分 ，可以得到式(3) dm d ( rm V) dV drm Qm rm V (3) dt dt dt dt 其中rm 為流體密度。若為不可壓縮之流體 （如水、油等液態工作流體），則密度可視為 常數 ，因此密度對時間之微分為零，故質量 率等於體積流率與密度之乘積，如式(4) 。 dV Qm rm rm Av (4) dt 由式(4)可以發現質量流率與流體的密度有關，而待測流體的溫度、壓力，甚至是不 同流體的混合比率等因素都會影響到密度的變化，因此在進行規劃量測系統時就 該事 先考慮到以上的變異對密度的影響 。 二、相關產品及規格 常見的流量感測器利用有以下五種不同方式獲得流體 速 、壓差 ，或是焓差 (enthalpy) ，這五種方式分別是：面積式、轉輪式、孔口板及噴嘴(orifice plate nozzle) 、 超音波式(ultrasonic) 、及熱傳導式(heat transfer) ，以下將一一介紹其原理及優缺點 。 1 .tw/ PDF created with pdfFactory Pro trial version 流量感測元件簡介 q面積式流量感測器 面積式流量感測器主要原理如圖 1所 示，係利用壓力差令重錘在不同的流量下有不 同的高度位