第一節(jié) 熱式質(zhì)量流量計基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程

熱擴散技術(shù)是一種在苛刻條件下性能優(yōu)良、可靠性高的技術(shù)，其典型傳感元件包括兩個熱電阻（鉑RTD），當(dāng)這兩個RTD被置于流體中時，其中一個被加熱，另一個用于感應(yīng)過程溫度。兩個RTD之間的溫差與過程流速及過程介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，保持該溫差恒定，則電子單元加熱RTD的能量與質(zhì)量流量成函數(shù)關(guān)系。熱式質(zhì)量流量計的主要技術(shù)優(yōu)勢有：

1、真正的質(zhì)量流量計。對氣體流量測量無需溫度和壓力補償，測量方便、準(zhǔn)確?？傻玫綒怏w的質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)體積流量。

2、大的量程比。可測量流速高至100Nm/s和低至0.1Nm/s。適于貿(mào)易結(jié)算或氣體檢漏。

3、數(shù)字化設(shè)計。整機數(shù)字化電路測量。測量準(zhǔn)確、維護方便。

4、卓越的管理功能?？刹樵兪陜?nèi)的測量數(shù)據(jù)。

第二節(jié) 熱式質(zhì)量流量計新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

早期的熱式產(chǎn)品設(shè)計者們在維持生產(chǎn)公差、溫度跟蹤及符合工業(yè)封裝標(biāo)準(zhǔn)方面經(jīng)歷了很多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)使得設(shè)計者們采用更牢固、生產(chǎn)上更具備一致性的熱電阻（RTD）?；跓犭娮璧牧髁總鞲衅骱芸毂环诸?，并與早期的溫差設(shè)備相關(guān)聯(lián)，并且成為了熱式流量傳感器家族的一部分。

隨著RTD的改進，生產(chǎn)商們更向傾于采用鉑纏繞低質(zhì)量型設(shè)計。隨著時間的推移，生產(chǎn)技術(shù)向更小公差的方向演變，從而使得兩個RTD的配對成為了控制上越來越嚴(yán)格的過程。

由于大部分現(xiàn)代化的熱式設(shè)計是基于兩個RTD之間的差值，因此RTD在構(gòu)造上一定要一致。早期，F(xiàn)CI和其他一些廠家意識到了這一點，并且FCI設(shè)計出了第一個等質(zhì)量傳感器構(gòu)造。這種傳感器設(shè)計確保了傳感元件在追蹤過程變化的時候可以保持一貫性。等質(zhì)量設(shè)計是一種突破性的進展，大大拓寬了熱式傳感原理的使用范圍，使之在多種過程應(yīng)用中有了用武之地。

隨著制造技術(shù)、填充方法、熱道時效及材料優(yōu)化等方面的進步，產(chǎn)品的性能也有了逐步的提高。如今，F(xiàn)CI及其他采用最新RTD生產(chǎn)技術(shù)的公司，通過使用平版印刷蝕刻芯片RTD，真正避免了RTD間的生產(chǎn)公差，使得RTD的調(diào)整成為簡單、可復(fù)制的步驟。因此，可以用極低的成本生產(chǎn)出高質(zhì)量、易配對的RTD。這一進步直接推動了熱式技術(shù)向更高性能更低成本的方向發(fā)展。

第三節(jié) 熱式質(zhì)量流量計國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

美國SiarGo是目前世界唯一生產(chǎn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，低功耗，超大量程MEMS氣體質(zhì)量流量計并使之產(chǎn)品化的廠商。其核心部件—流量芯片及其專利封裝技術(shù)由公司自主研發(fā)，可用于各類氣體及微流體（含液體）的流量和濃度的計量和測控。產(chǎn)品為全電子式，采用標(biāo)準(zhǔn)體積（質(zhì)量）計量，具有超大量程、高精度、無可動部件、強大數(shù)據(jù)存儲功能、壓力損耗小、易于數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳和網(wǎng)絡(luò)化等特點。

艾默生過程管理將擴展高準(zhǔn)ELITE®科里奧利儀表系列產(chǎn)品，用于小流量測量應(yīng)用。新型高準(zhǔn)儀表設(shè)計緊湊，可提供兩種不同口徑：2毫米和4毫米管徑。流量范圍為0.07lb/min到12lb/min（2kg/h到330kg/h）之間，其液體流量精度為+0.05%，氣體流量精度為+0.35%，液體密度精度為+0.0005g/cc。

小流量應(yīng)用通常需要在實際工作中具有高量程比且測量性能穩(wěn)定的測量設(shè)備。同樣，這些應(yīng)用通常需要自排空且緊湊的儀表。新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表恰恰就是針對上述挑戰(zhàn)設(shè)計的。其性能穩(wěn)定、堅固耐用，同時具有自排空、體積小和重量輕的特點。

新型高準(zhǔn)ELITE儀表寬度小于2英寸（5毫米），適用于緊湊空間、重量只有9lbs（4千克）、無需特殊安裝支架。全部產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)配置二次安全外殼，采用316L不銹鋼接液部件，傳感器外殼具有拋光的316L表面和圓角。超高的可清洗性和抗腐蝕性使得該新型儀表成為衛(wèi)生型應(yīng)用和海上應(yīng)用的理想之選。對于腐蝕性應(yīng)用和高壓應(yīng)用，還可提供鎳合金結(jié)構(gòu)的高準(zhǔn)科里奧利儀表，其額定壓力達(dá)6000psi（413bar）。

新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表的優(yōu)點不僅在于其擁有最先進的傳感器設(shè)計，而且在于其配備了功能強大的電子部件，能確保信號處理快速無噪聲，從而提供最佳的兩相流測量能力和空-滿-空批量控制。這些儀表具有在線高準(zhǔn)儀表自校驗技術(shù)，一觸按鈕即可獲得獨家的真實完整的儀表性能評估（從電子部件到傳感器）。新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表配備4線或2線電子部件，以及多種模擬輸出或數(shù)字協(xié)議，包括FF現(xiàn)場總線、ProfibusDP和DeviceNet。

所有高準(zhǔn)科里奧利儀表單臺既能可靠地測量質(zhì)量流量、體積流量、密度和溫度，也可以測量多種產(chǎn)品而無需重新標(biāo)定。新型高準(zhǔn)ELITE科里奧利儀表專為批量控制、配料、灌裝和多種過程應(yīng)用而設(shè)計，是石油和天然氣、化工、食品和飲料、生命科學(xué)、制藥以及OEM等 行業(yè) 的理想之選。為了覆蓋整個小流量測量范圍，高準(zhǔn)LF系列科里奧利儀表可作為補充。該系列儀表的最小可測流量達(dá)0.002lb/min（0.06kg/h），是 研究 和試驗工廠的理想之選。

第四節(jié) 熱式質(zhì)量流量計技術(shù)開發(fā)熱點、難點 分析

熱式質(zhì)量流量計技術(shù)開發(fā)熱點和難度主要是測量誤差和不確定性。表現(xiàn)在：

1、熱式傳感技術(shù)的一致性和穩(wěn)定性。為保證熱式氣體質(zhì)量流量計的檢定/校準(zhǔn)系統(tǒng)的測量不確定度優(yōu)于0.5%，技術(shù)的關(guān)鍵在于不同的介質(zhì)，同一種介質(zhì)在不同的狀態(tài)下的熱傳導(dǎo)系數(shù)都不同，充分探究出規(guī)律性的“修正模型”是具體項目開發(fā) 研究 的重要內(nèi)容，也是確保檢定/校準(zhǔn)熱式氣體質(zhì)量流量計系統(tǒng)的測量不確定度優(yōu)于0.5%的關(guān)鍵所在。

2、標(biāo)定數(shù)據(jù)收集和信號處理方面的技術(shù)。

3、擴大量程比的技術(shù)。

第五節(jié) 熱式質(zhì)量流量計未來技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著工業(yè)的發(fā)展及市場的逐漸成熟，超聲波流量計的應(yīng)用會越來越廣泛，在儲存交接和財貿(mào)核算應(yīng)用領(lǐng)域也更全面而廣泛，其優(yōu)越的使用性能已得到各方面的認(rèn)可。隨著市場的全面展開，其價格的市場調(diào)整會更趨于合理。另外，電磁流量計的應(yīng)用在長時間內(nèi)會有應(yīng)有的市場份額，質(zhì)量流量計和渦街流量計對流量計市場是一個完善的補充。而諸如孔板流量計等由于本身的缺點（諸如誤差大等）今逐漸淡出市場。

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