正確認識熱式氣體質(zhì)量流量計優(yōu)異性能

一個好品質(zhì)的熱式流量計產(chǎn)品必須具備兩個最主要的特點：好的探頭制造工藝和完整的實流標定裝置。我們分別來分析這兩大特點：

a.探頭制造工藝:前面我們談了熱式流量計的原理，我們從原理上可以看出探頭是整個熱式氣體質(zhì)量流量計的核心，它的性能優(yōu)劣可以決定流量計的測量精度、重復性、使用壽命、低流速特性。探頭是由鉑金電阻絲、護套不銹鋼組成。鉑金電熱絲導電，護套不銹鋼也導電，這就要求他們之間的填隙物必須要導熱性能非常好，但是又不能導電。這個就引出了所有熱式流量計的核心——加熱探針的填隙材料及封裝工藝：填隙層越厚，雖然絕緣性好了，但是導熱的性能就差，且溫度的靈敏性也差，同時響應滯后。填隙物如果是有機物，容易老化導致填料出現(xiàn)裂縫，流量計就表現(xiàn)為零點漂移。填隙物內(nèi)如果有微小的空氣，由于此探針一直處于加熱狀態(tài)，微小的空氣膨脹，引起零點波動。

傳統(tǒng)的熱式質(zhì)量流量計加熱的速度傳感器封裝于不銹鋼管探針端部，并在傳感器和不銹鋼管內(nèi)壁之間灌注混合物。該混合物必須電絕緣的同時又保證較小的熱阻，一般為環(huán)氧樹脂、陶制水泥、耐熱膏脂或者氧化鋁粉、氧化鎂粉等。這些采用如上填料的“濕”傳感器存在一些缺陷：比如它的表面熱阻會隨使用時間的加長不斷增加， 使得輸出曲線呈下降趨勢，導致傳感器靈敏度降低，最終影響了測量精度。“濕”傳感器的填充物由于與速度傳感器的熱膨脹系數(shù)不同，隨著使用時間的加長會產(chǎn)生老化、龜裂等現(xiàn)象，最終會導致傳感器的測量精度超差，且難以維持長期精度。這樣的封裝和填料，短時間看不出區(qū)別，但是半年一年后就可以發(fā)現(xiàn)重復性變差、零飄等問題。右邊是美國SIERRA的熱式流量計探頭解刨圖，斯亞樂的速度傳感器是目前全球唯一的一種真正的“干”的傳感器。它獨特的封裝工藝使得速度傳感器與不銹鋼內(nèi)壁之間完美填充，且不使用有機物作為填料，而是鉑銥無機物。斯亞樂熱式流量計產(chǎn)品的靈敏度、重復性都達到最優(yōu)化，在任何時候速度傳感器內(nèi)填料都不會有裂縫產(chǎn)生，也不會有因龜裂而出現(xiàn)漂移的問題，最終極大地提升了測量精度，極好地維持了長期精度。 SIERRA在熱式的最核心部件上采用獨特的納米級絕緣性能的無機物填充，再通過高壓成型，使得納米級的填料更加致密，確保十年不會有零漂。兩種不同的封裝技術也成就了不一樣品質(zhì)的產(chǎn)品。

b.實流標定技術：首先我們談一下熱式氣體質(zhì)量流量計實流標定的重要性。前面我們說過了熱式的測量原理，通過原理知道熱式氣體質(zhì)量流量計測量與被測氣體介質(zhì)的熱導性能有很大的關系，每一種氣體介質(zhì)的比熱容在不同溫度和壓力的數(shù)值是不一樣的。如果單純依靠常壓或者負壓空氣標定，然后修正的方式來得到高性能的流量計，這個還是不科學的。而且實事證明沒有實流標定的流量計測量非空氣介質(zhì)，數(shù)據(jù)偏差很大。目前市場上熱式氣體質(zhì)量流量計大都采用開路的負壓空氣標定，然后修正到高壓力工況，或者修正到其他氣體，比如氬氣、二氧化碳、氧氣、氫氣、氨氣等等。修正標定必然導致測量精度不能保證，低壓標定后的表應用在高壓工況，空氣介質(zhì)標定后的表應用在其他氣體介質(zhì)，測量精度無法保證。