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介紹

      風(fēng)寒是任何曾經(jīng)生活在寒冷環(huán)境中的人常見(jiàn)的現(xiàn)象。當(dāng)環(huán)境空氣溫度遠(yuǎn)低于身體溫度時(shí)，熱量會(huì)從身體轉(zhuǎn)移到周?chē)諝庵小Ｈ绻麤](méi)有微風(fēng)將空氣移過(guò)身體，身體周?chē)目諝夥肿泳蜁?huì)開(kāi)始變暖，因?yàn)樗鼈儠?huì)吸收身體的熱量，從而降低熱量流失的速度。然而，如果甚至有輕微的微風(fēng)吹過(guò)你的身體，你的身體就會(huì)接觸到比它更冷的（未加熱的）空氣分子，從而導(dǎo)致更大的熱量損失。因此，您對(duì)周?chē)鷾囟鹊母兄獣?huì)比沒(méi)有微風(fēng)時(shí)更冷。

      我們可以利用這個(gè)原理來(lái)測(cè)量質(zhì)量流速，方法是將一個(gè)受熱物體放在流體流動(dòng)的中間，并測(cè)量流動(dòng)的流體從被加熱物體中流出的熱量。受熱物體經(jīng)歷的“風(fēng)寒”是真實(shí)質(zhì)量流速（而不僅僅是體積流速）的函數(shù)，因?yàn)闊釗p失的機(jī)制是流體分子與受熱物體接觸的速率，每個(gè)分子都有確定的質(zhì)量。

運(yùn)作原理

      最簡(jiǎn)單的質(zhì)量流量計(jì)用于測(cè)量空氣速度。該流量計(jì)由金屬線組成，電流通過(guò)該金屬線加熱。電路監(jiān)視該電線的電阻（與電線溫度成正比，因?yàn)榇蠖鄶?shù)金屬具有一定的電阻溫度系數(shù)）。如果通過(guò)電線的空氣速度增加，則更多的熱量將從電線中吸走并導(dǎo)致其溫度下降。電路檢測(cè)到這種溫度變化，并通過(guò)增加通過(guò)電線的電流進(jìn)行補(bǔ)償，使其溫度恢復(fù)到設(shè)定值。將熱線保持在恒定的高溫所需的電功率量是通過(guò)電線的質(zhì)量空氣流速的直接函數(shù)。

      用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用的大多數(shù)質(zhì)量空氣流量傳感器采用該原理。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制計(jì)算機(jī)而言，重要的是測(cè)量質(zhì)量空氣流量而不僅僅是體積空氣流量，因?yàn)榧词箍諝饷芏扔捎诟叨茸兓兓?，保持適當(dāng)?shù)目諝?燃料比也很重要。換句話說(shuō)，計(jì)算機(jī)需要知道每秒有多少空氣分子進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，以便正確計(jì)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的正確燃料量，以實(shí)現(xiàn)完全和有效的燃燒。的“熱絲”空氣質(zhì)量流量傳感器是簡(jiǎn)單和廉價(jià)的在量產(chǎn)，這就是為什么它發(fā)現(xiàn)在汽車(chē)應(yīng)用中普遍使用。

      上海自動(dòng)化儀表有限公司工業(yè)質(zhì)量流量計(jì)通常由一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的“流量管”組成，內(nèi)部有兩個(gè)溫度傳感器：一個(gè)是加熱的，另一個(gè)是未加熱的。加熱的傳感器用作質(zhì)量流量傳感器（隨著流量增加而冷卻），而未加熱的傳感器用于補(bǔ)償過(guò)程流體的“環(huán)境”溫度。

      典型的熱質(zhì)量流量管出現(xiàn)在下面的照片中（注意特寫(xiě)照片中的旋流葉片，旨在將大規(guī)模湍流引入流動(dòng)流中，以最大化流體對(duì)加熱傳感器元件的對(duì)流冷卻效果）：

 

      上海自動(dòng)化儀表有限公司的質(zhì)量流量計(jì)非常適合“插入”式探針，感應(yīng)流體分子在流動(dòng)流中的一個(gè)點(diǎn)處的通過(guò)。在接下來(lái)的兩張照片中顯示了一個(gè)例子，其中質(zhì)量流量計(jì)（由Sage制造）檢測(cè)發(fā)送到火炬的氣體量。插入探頭出現(xiàn)在左側(cè)照片中（安裝在垂直擴(kuò)口管中），而變送器頭出現(xiàn)在右側(cè)照片中（位于受天氣影響的建筑物內(nèi)）：

 

      上海自動(dòng)化儀表有限公司的質(zhì)量流量計(jì)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)允許它們以非常小的尺寸制造。下圖顯示的是一個(gè)小型設(shè)備，它不僅是一個(gè)質(zhì)量流量計(jì)，而且還有一個(gè)帶有內(nèi)置節(jié)流閥機(jī)構(gòu)和控制電子設(shè)備的質(zhì)量流量控制器。為了給你一種規(guī)模感，在這個(gè)設(shè)備的左側(cè)和右側(cè)看到的管配件是1/4英寸，使這張照片幾乎全尺寸：

校準(zhǔn)

      校準(zhǔn)質(zhì)量流量計(jì)的一個(gè)重要因素是過(guò)程流體的比熱。“比熱”是將標(biāo)準(zhǔn)量物質(zhì)的溫度改變某一特定量所需的熱能量的量度。某些物質(zhì)具有比其他物質(zhì)更高的比熱值，這意味著這些物質(zhì)能夠吸收（或釋放）大量的熱能而不會(huì)經(jīng)歷很大的溫度變化。

      具有高比熱值的流體可形成良好的冷卻劑，因?yàn)樗鼈兡軌驈臒嵛矬w中除去大量熱能，而不會(huì)經(jīng)歷溫度的大幅升高。由于質(zhì)量流量計(jì)的工作原理是對(duì)流冷卻，這意味著具有高比熱值的流體將引起質(zhì)量流量計(jì)的響應(yīng)大于具有較小比熱值的流體的完全相同的質(zhì)量流量（即流體不如冷卻液好。

這意味著我們必須知道我們計(jì)劃用質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的任何流體的比熱值，我們必須確保其比熱值保持不變。因此，質(zhì)量流量計(jì)不適用于測(cè)量化學(xué)成分可能隨時(shí)間變化的流體流的流速。這種限制類(lèi)似于用于靜水測(cè)量容器中液體水平的壓力傳感器的限制：為了使這種液位測(cè)量技術(shù)準(zhǔn)確，我們必須知道液體的密度并且還要確保密度將是不斷變化。

      上海自動(dòng)化儀表有限公司的質(zhì)量流量計(jì)是簡(jiǎn)單可靠的儀器。雖然不像科里奧利質(zhì)量流量計(jì)那樣準(zhǔn)確或容忍管道干擾，但它們的價(jià)格要便宜得多。

      上海自動(dòng)化儀表有限公司的質(zhì)量流量計(jì)的最大缺點(diǎn)可能是它們對(duì)過(guò)程流體比熱變化的敏感性。這使得任何質(zhì)量流量計(jì)的校準(zhǔn)僅針對(duì)一種流體成分。在諸如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流的一些應(yīng)用中，其中流體成分是恒定的，這種限制不是一個(gè)因素。然而，在許多工業(yè)應(yīng)用中，這種限制嚴(yán)重到足以禁止使用質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)的工業(yè)應(yīng)用包括天然氣流量測(cè)量（非貿(mào)易交接），以及已知組成已非常穩(wěn)定的凈化氣流（氧氣，氫氣，氮?dú)猓┑臏y(cè)量。

      質(zhì)量流量計(jì)的另一個(gè)（潛在的）限制是一些設(shè)計(jì)對(duì)流動(dòng)狀態(tài)變化的敏感性。由于測(cè)量原理基于通過(guò)流體對(duì)流的熱傳遞，因此影響對(duì)流傳熱效率的任何因素將轉(zhuǎn)化為質(zhì)量流率的感知差異。它是在流體力學(xué)該湍流是在對(duì)流熱比層流更有效，因?yàn)橐坏?ldquo;分層”性質(zhì)的公知事實(shí)層狀流動(dòng)流阻礙穿過(guò)流體寬度的熱傳遞。

      在一些質(zhì)量流量計(jì)設(shè)計(jì)中，加熱金屬管的壁用作由流體冷卻的“熱”元件，并且來(lái)自加熱管壁的層流流傳遞的熱量與湍流流之間的差異可以太棒了 因此，流體狀態(tài)的變化（從湍流到層流，反之亦然）將導(dǎo)致這種質(zhì)量流量計(jì)設(shè)計(jì)的校準(zhǔn)偏移

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