数字式气体质量流量计:原理、优势与选型指南
气体计量最容易被忽视的一点是:体积流量会随温度、压力大幅变化,只有标准状态体积流量(Nm³/h)或质量流量才具有可比性与结算意义。数字式气体质量流量计正是为解决这一问题而生。天津迅尔科技股份有限公司始创于2006年,是国家级高新技术企业、工信部专精特新"小巨人"企业。
一、为什么气体要测"质量流量"
同一台鼓风机送出的空气,冬天和夏天的工况体积流量相同,但换算到标准状态后质量流量可能相差10%以上。对于:
• 燃烧控制与空燃比调节
• 曝气风量与能耗核算
• 天然气、煤气等能源结算
• 反应釜进气配比
必须采用标准体积流量或质量流量,否则数据与工艺会持续偏离。
二、两条主流技术路线
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路线 |
原理 |
代表产品 |
适用 |
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热式(热扩散)质量流量计 |
流体流过加热元件带走热量,温差与质量流量相关 |
迅尔 SFMT系列热式质量流量计 |
单组分或组分稳定的干气体,中大管径 |
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科里奥利质量流量计 |
测量流体在振动管中的科氏力 |
迅尔 SMF型科里奥利质量流量计 |
高精度需求、小流量、高压、需测密度 |
三、推荐产品一:迅尔 SFMT系列热式质量流量计
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参数项 |
指标 |
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产品型号 |
SFMT系列热式质量流量计 |
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流速范围 |
常规 0.56 ~ 56 Nm/s(最大可扩至100 Nm/s) |
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准确度 |
±(1.5 + 0.5FS)% |
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传感器形式 |
法兰式 / 螺纹式 / 插入式 |
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公称通径 |
法兰式 DN25 ~ DN150;螺纹式 DN25 ~ DN50;插入式 DN125 ~ DN5000 |
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测量介质 |
单组分或组分稳定的混合干气体(乙炔、氢气除外) |
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工作温度 |
低温型 -10 ~ +100℃;高温型 -10 ~ +200℃ |
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工作压力 |
1.6MPa(标配);2.5MPa、4.0MPa(特制) |
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供电 |
DC24V 或 AC220V,50W |
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响应时间 |
1s |
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输出 |
四线制 4~20mA(负载500Ω)、脉冲、RS485、HART(特殊订制) |
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防护等级 |
IP65 |
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防爆等级 |
Ex d IIC T6 Gb |
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探头材质 |
316 / HC / 陶瓷 |
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报警 |
1~2 路继电器输出 |
SFMT系列的选型要点
• 组分必须稳定:热式原理依赖气体的比热容,混合气体组分变化会直接引入误差
• 气体必须干燥:含水、含油会影响热传导,导致读数漂移
• 氢气、乙炔不适用:这两种气体热物性特殊,热式法误差大
• 大管径优选插入式:DN125以上插入式成本优势明显
四、推荐产品二:迅尔 SMF型科里奥利质量流量计(气体高精度场合)
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参数项 |
指标 |
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产品型号 |
SMF型(SMF-002 ~ SMF-150) |
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准确度 |
±0.1% ~ ±0.2% |
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重复性 |
0.05% ~ 0.1% |
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公称通径 |
DN1 ~ DN200 |
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介质温度 |
一体型 -40 ~ +125℃;分体型 -40 ~ +350℃ |
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工作压力 |
0 ~ 4MPa(耐压 4 / 11 / 26 MPa) |
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输出 |
脉冲、4~20mA、RS485(可选) |
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防爆 |
一体型 Ex db eb(ib Gb)ⅡC T6 Gb / Ex tb(ib Gb)ⅢC T80℃ Db |
五、数字式相比传统机械式的优势
1. 直接输出标准体积/质量流量,无需外接温压补偿与积算仪
2. 无活动部件,无磨损,免机械维护
3. 量程比宽,可覆盖从小流量到大流量的宽范围
4. 数字通讯:RS485 Modbus 直接接入DCS、PLC或数据采集系统
5. 自诊断能力:可监测传感器状态、超限报警
6. 响应快:热式响应时间可达1s,适合动态调节回路
六、选型六步法
1. 确定气体组分:是否单组分?组分是否稳定?含氢、乙炔需特殊处理
2. 确定流量范围:最大、常用、最小流量,换算到 Nm³/h
3. 确定管径与安装形式:DN25~DN150 法兰式;DN25~DN50 螺纹式;DN125~DN5000 插入式
4. 核对工况温度压力:温度 -10~+100℃(低温型)或 -10~+200℃(高温型);压力 1.6MPa 标配,更高需特制
5. 确定精度需求:一般过程监控选 SFMT 系列;高精度、贸易结算选 SMF型
6. 确认输出与防爆:4~20mA / 脉冲 / RS485;爆炸性环境需 Ex d IIC T6 Gb
七、常见问题(FAQ)
Q1:热式质量流量计为什么要求气体组分稳定?
热式原理基于气体的比热容与导热系数。组分变化会改变热传导特性,直接导致测量误差。混合气体组分波动时应改用科里奥利或增加组分分析。
Q2:能不能测湿气体或含油气体?
不建议。水分与油分会附着在探头,改变热传导特性,造成读数漂移。应在上游加装过滤与干燥。
Q3:DN1000的大管道怎么测气体?
选 SFMT 系列插入式,公称通径覆盖 DN125~DN5000,成本低、安装方便。
Q4:响应时间1s意味着什么?
可满足大多数燃烧控制、曝气调节等动态回路需求。若控制回路要求更高,需与控制阀响应时间一并评估。
Q5:4~20mA能带多大负载?
SFMT 系列四线制 4~20mA 负载能力 500Ω,布线时应核算线路阻抗。
八、延伸阅读
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