气体用质量流量计

一、 核心工作原理与结构设计

1. 工作原理

• 加热探头（速度探头）：由内置恒功率加热器加热，维持在高于介质温度的恒定值（通常为 100~200℃）；
• 测温探头（参考探头）：实时监测气体的实际温度，用于补偿环境温度变化带来的测量误差。

关键优势：直接测量质量流量，不受气体温度、压力波动的影响，无需额外加装温压传感器进行补偿。

2. 结构组成

• 探头材质：316L 不锈钢（通用洁净气体）、哈氏合金 C（含腐蚀性杂质的气体，如含硫天然气）、钽材质（强腐蚀性气体，如氯气）；
• 测量管材质：304/316L 不锈钢（常规工况）、碳钢（大管径低压气体）；
• 转换器外壳：铸铝（防护等级 IP65），防爆型为隔爆铸铝（Ex d Ⅱ BT4/Ex ia Ⅱ CT6），适配危险区域。

二、 关键性能参数（气体测量用）

三、 安装规范（气体工况用要求）

1. 安装位置选择原则

1. 流场稳定要求
   • 远离弯头、三通、阀门、缩径等流场扰动部件，上游直管段≥10DN，下游直管段≥5DN；若空间受限，可加装整流器；
   • 避免安装在管道死角、负压区、气体分层流动区域（如水平管道顶部易积气、底部易积液）；
   • 插入式需安装在垂直气体管道（气体向上流动），防止积液覆盖探头；水平管道安装时，探头需朝下倾斜 30°，避免粉尘沉积。
2. 环境要求
   • 远离强磁场（如电机、变频器）、强振动源（如泵体、压缩机），防止干扰传感器信号；
   • 防爆区域安装时，需确保仪表防爆等级与现场危险区域划分匹配（如 1 区选 Ex ia Ⅱ CT6 本安型）。

2. 分类型安装步骤

（1） 管道式安装（中小管径）

1. 清理管道内壁焊渣、杂质，确保流道光滑无毛刺；
2. 按壳体箭头标识的流向，将流量计法兰与管道法兰对齐，放入匹配的密封垫片（气体工况优先选金属缠绕垫片）；
3. 用力矩扳手对称拧紧法兰螺栓，防止泄漏；水平安装时，探头需处于管道水平中心线，避免积液。

（2） 插入式安装（大管径主管网）

1. 在管道上焊接安装底座（匹配流量计法兰规格），安装带球阀的安装座（便于在线插拔探头，无需停气）；
2. 计算探头插入深度（通常为管道内径的 1/2，即管道中心位置），标记刻度；
3. 打开球阀，将探头插入至标记位置，拧紧锁紧螺母固定；
4. 分体式转换器安装在远离高温、潮湿的位置，探头与转换器之间的电缆需穿镀锌钢管保护，电缆长度不超过 100m。

3. 气体工况特殊配置

• 前置预处理装置：测量含粉尘、油雾的气体（如空压机出口气体）时，需加装过滤器 + 干燥器，过滤粒径＞1μm 的杂质，降低气体露点，防止探头结垢；
• 回火防止器：测量可燃气体（如天然气、甲烷）时，需在流量计上游加装回火防止器，避免安全隐患；
• 伴热装置：测量含湿气体（如烟气）时，需加装伴热管线，防止气体冷凝成液滴附着在探头表面。

四、 调试与日常维护

1. 调试步骤

1. 上电自检：接通 24V DC 电源，转换器启动并进行系统自检，屏幕显示仪表型号、介质类型、量程等信息，无故障则进入测量模式；
2. 参数设置：通过按键输入气体类型（如空气、氮气）、管道管径、流量单位（Nm³/h/kg/h）、报警阈值等参数，保存后仪表自动加载对应算法；
3. 零点校准：关闭流量计上下游阀门，确保管内无气体流动，执行零点校准，使瞬时流量显示为 0；
4. 现场标定：开启阀门，用标准气体流量计对比测量值，调整修正系数，确保误差在允许范围内。

2. 维护要点

1. 探头清洁：每 1~3 个月清洁探头表面（插入式可在线插拔清洁），用软毛刷或酒精擦拭灰尘、油污，避免结垢影响热量传递；含尘气体工况需缩短至每月清洁一次；
2. 电缆检查：定期检查探头与转换器的连接电缆，无破损、松动；防爆型需检查密封胶泥是否完好，防止气体泄漏；
3. 校准周期：工业用每年校准一次；贸易结算用每半年由法定计量机构检定，采用标准表对比法或质量法标定。

五、 适用场景与局限性

1. 适用场景

• 工厂压缩空气、氮气、氧气等公用工程气体的管网监测与能耗计量；
• 石油化工行业的天然气、液化气、工艺气体的过程控制；
• 环保行业的烟气、废气排放流量监测；
• 实验室、医疗设备的高纯气体流量控制。

2. 局限性

• 不适用于含大量粉尘、液滴、油雾的气体，探头易结垢失效；
• 测量高粘度气体或含腐蚀性组分的气体时，需定制专用探头，成本较高；
• 小管径（DN＜10）微小流量测量精度略低，建议选用微型热式质量流量计。