熱式氣體流量計(jì)是基于熱擴(kuò)散原理的流量儀表。即是利用流體流過發(fā)熱物體時,發(fā)熱物體的熱量散失多少與流體的流量成一定的比例關(guān)系。具體來說,該流量計(jì)的傳感器有兩只標(biāo)準(zhǔn)級的RTD,一只用來做熱源,一只用來測量流體溫度,流體流過時,兩者之間的溫度差與流量的大小成非線性關(guān)系,該儀表可以把這種關(guān)系轉(zhuǎn)換為測量流量信號的線性輸出。
熱式氣體流量計(jì)采用熱擴(kuò)散原理，熱擴(kuò)散技術(shù)是一種在苛刻條件下性能優(yōu)良、性高的技術(shù)。其典型傳感元件包括兩個熱電阻(鉑RTD)，一個是速度傳感器，一個是自動補(bǔ)償氣體溫度變化的溫度傳感器。當(dāng)兩個RTD被置于介質(zhì)中時，其中速度傳感器被加熱到環(huán)境溫度以上的一個恒定的溫度，另一個溫度傳感器用于感應(yīng)介質(zhì)溫度。流經(jīng)速度傳感器的氣體流量是通熱式氣體流量計(jì)是根據(jù)介質(zhì)熱傳遞原理制成的一種流量儀表,一般用來測量氣體的流量。
一、核心傳感器部分
加熱元件（熱源）
類型：通常為電阻絲（如鉑絲）、薄膜加熱器或半導(dǎo)體熱敏元件；
功能：通過電流加熱，使被測氣體溫度升高，形成溫度梯度。
溫度傳感器（測溫元件）
類型：熱電阻（RTD）、熱電偶或半導(dǎo)體溫度傳感器；
功能：實(shí)時監(jiān)測氣體溫度變化，通常分為上游（參考溫度）和下游（受熱后的溫度）兩組傳感器。
流速測量結(jié)構(gòu)
旁熱式結(jié)構(gòu)：加熱元件與測溫元件分離，通過測量下游溫度變化推算流速；
浸入式結(jié)構(gòu)：加熱元件直接接觸氣體，通過散熱速率計(jì)算流量。
二、信號處理與轉(zhuǎn)換單元
惠斯通電橋電路
功能：將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號（如電壓或電流），通過平衡電橋原理檢測微小溫差；
組成：包括加熱元件、測溫電阻和精密電阻，用于信號放大和校準(zhǔn)。
放大器與A/D轉(zhuǎn)換器
功能：將微弱的模擬信號放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，便于后續(xù)處理；
特點(diǎn)：需具備高抗干擾能力，適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場噪聲環(huán)境。
微處理器與算法模塊
功能：根據(jù)熱交換模型（如國王定律）計(jì)算氣體質(zhì)量流量或體積流量；
輸出信號：4-20mA模擬信號、脈沖頻率或數(shù)字通信協(xié)議（如HART、MODBUS）。
三、機(jī)械與結(jié)構(gòu)部分
探頭（傳感器主體）
材質(zhì)：不銹鋼、哈氏合金或陶瓷，耐高壓、高溫和腐蝕；
結(jié)構(gòu)：插入式或管道式，根據(jù)安裝方式選擇；
防護(hù)等級：IP65~IP67，適應(yīng)潮濕、粉塵環(huán)境。
導(dǎo)壓管與連接件
功能：將探頭與主殼體連接，確保氣體密封；
材質(zhì)：不銹鋼或聚四氟乙烯（耐腐蝕）。
外殼與接線盒
外殼：防水防塵設(shè)計(jì)，保護(hù)內(nèi)部電路；
接線盒：提供電源和信號接口，支持防爆型（Ex d）或本安型（Ex ia）認(rèn)證。
四、輔助功能模塊
溫度/壓力補(bǔ)償裝置
功能：集成溫度傳感器和壓力傳感器，修正氣體密度變化對流量的影響；
適用場景：高精度測量或工況波動較大的場合。
自診斷與報(bào)警功能
功能：監(jiān)測傳感器故障、電路異?；蛄髁砍?，觸發(fā)聲光報(bào)警或輸出繼電器信號。
顯示與調(diào)試界面
本地顯示：LCD屏幕實(shí)時顯示流量、溫度、壓力等參數(shù)；
調(diào)試接口：支持按鍵或軟件配置零點(diǎn)、量程、響應(yīng)時間等參數(shù)。
