熱式質(zhì)量流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱
TME
）是利用傳熱原理，即流動(dòng)中的流體與熱源（流體中
加熱的物體或測(cè)量管外加熱體）
之間熱量交換關(guān)系來測(cè)量流量的儀表，
過去我國(guó)習(xí)稱量熱式
流量計(jì)。當(dāng)前主要用于測(cè)量氣體。
在總的熱傳導(dǎo)系數(shù)
A
中，因測(cè)量管壁很薄且具有相對(duì)較高熱導(dǎo)率，儀表制成后其值不
變，因此
A
的變化可簡(jiǎn)化認(rèn)為主要是流體邊界層熱導(dǎo)率的變化。當(dāng)使用于某一特定范圍的
流體時(shí)，
則
A
、
cp
均視為常量，
則質(zhì)量流量?jī)H與繞組平均溫度差成正比，
如圖
2 Oa
段所示。
Oa
段為儀表正常測(cè)量范圍，儀表出口處流體不帶走熱量，或者說帶走熱量極微；超過
a
點(diǎn)
流量增大到有部分熱量被帶走而呈現(xiàn)非線性，流量超過
b
點(diǎn)則大量熱量被帶走。
測(cè)量管加熱方式大部分產(chǎn)品采用兩繞組或三繞組線繞電阻；
除管外電阻絲繞組加熱方式
外還有利用管材本身電阻加熱方式，如表
1
所示。測(cè)量管形狀有直管形，還有
∏
字形結(jié)構(gòu)，
三繞組中一組在中間加熱，兩組分繞兩臂測(cè)量溫度。
方式
感應(yīng)加熱熱電偶
兩繞組電阻絲
三繞組電阻絲
檢測(cè)元件
熱電偶
熱電阻絲
熱電阻絲
加熱方式
測(cè)量管焦耳熱
自己加熱
中間繞組加熱
為了獲得良好的線形輸出，必須保持層流流動(dòng)，測(cè)量管內(nèi)徑
D
設(shè)計(jì)得很小而長(zhǎng)度
L
很
長(zhǎng)，即有很大
L/D
比值，流速低，流量小。為擴(kuò)大儀表流量，還可采用在管道內(nèi)裝管束等
層流阻流件；擴(kuò)大更大流量和口徑還常采用分流方式，在主管道內(nèi)裝層流阻流件（見圖
3
）
以恒定比值分流部分流體到流量傳感部件。
有些型號(hào)儀表也有用文丘里噴嘴等代替層流阻流
件。
市場(chǎng)上熱分布式
TMF
按測(cè)量管內(nèi)徑分為細(xì)管型
（也有稱毛細(xì)管型）
和小型兩大類，
結(jié)
構(gòu)上有較大區(qū)別。
小型測(cè)量管儀
表只有直管型
，內(nèi)徑為
4mm
；細(xì)管型測(cè)量
管內(nèi)徑僅
0.2~0.5mm
。稍大者為
0.8~1mm
，極容易堵塞，只適用于凈化無塵氣體。細(xì)管型儀表還有
一種帶有調(diào)節(jié)單元和控制閥等組成一體的熱式質(zhì)量流量控制器，結(jié)構(gòu)如圖
4
所示。
1.2
基于金氏定律的浸入型
TMF
金氏定律的熱絲熱散失率表述各參量間關(guān)系，如式
2
所示。
（
2
）
式中
H/L -------
單位長(zhǎng)度熱散失率，
J/m•h;ΔT
--------
熱絲高于自由流束的平均升高溫度，
K
；
λ
--------
流體的熱導(dǎo)率，
J/h•m•K;cV
---------
定容比熱容，
J/kg•k;ρ
---------
密度，
kg/m
3
;
U---------
流體的流速，
m/h;d--------
熱絲直徑，
m.
如圖
5
所示，兩溫度傳感器（熱電阻）分別置于氣流中兩金屬細(xì)管內(nèi)，一熱電阻測(cè)
得氣流溫度
T
；另一細(xì)管經(jīng)功率恒定的電熱加熱，其溫度
Tv
高于氣流溫度，氣體靜止時(shí)
Tv
zui高，隨著質(zhì)量流速
ρU
增加，氣流帶走更多熱量，溫度下降，測(cè)得溫度差
ΔT=Tv
-T.
這種
方法稱作
“
溫度差測(cè)量法
”
或
“
溫度測(cè)量法
”
。
消耗功率
P
和溫度差
ΔT
如式
3
所示比列關(guān)系，式中
B, C, K
均為常數(shù)，
K
在
?~?
之
間。從式
2
便可算出質(zhì)量流速，乘上點(diǎn)流速于管道平均流速間系數(shù)和流通面積的質(zhì)量流量
qm
，再將式
3
變換成式
4
。
（
3
）
（
4
）
式
4
中
E
是與所測(cè)氣體物性如熱導(dǎo)率、比熱容、粘度等有關(guān)的系數(shù)，如果氣體成分和物性
恒定則視為常數(shù)。
D
則是與實(shí)際流動(dòng)有關(guān)的常數(shù)。
若保持
ΔT
恒定，控制加熱功率隨著流量增加而增加功率，這種方法稱作
“
功率消耗
測(cè)量法
