在总的热传导系数

A

中，因测量管壁很薄且具有相对较高热导率，仪表制成后其值不

变，因此

A

的变化可简化认为主要是流体边界层热导率的变化。当使用于某一特定范围的

流体时，

则

A

、

cp

均视为常量，

则质量流量仅与绕组平均温度差成正比，

如图

2 Oa

段所示。

Oa

段为仪表正常测量范围，仪表出口处流体不带走热量，或者说带走热量极微；超过

a

点

流量增大到有部分热量被带走而呈现非线性，流量超过

b

点则大量热量被带走。

测量管加热方式大部分产品采用两绕组或三绕组线绕电阻；

除管外电阻丝绕组加热方式

外还有利用管材本身电阻加热方式，如表

1

所示。测量管形状有直管形，还有

∏

字形结构，

三绕组中一组在中间加热，两组分绕两臂测量温度。

方式

感应加热热电偶

两绕组电阻丝

三绕组电阻丝

检测元件

热电偶

热电阻丝

热电阻丝

加热方式

测量管焦耳热

自己加热

中间绕组加热

为了获得良好的线形输出，必须保持层流流动，测量管内径

D

设计得很小而长度

L

很

长，即有很大

L/D

比值，流速低，流量小。为扩大仪表流量，还可采用在管道内装管束等

层流阻流件；扩大更大流量和口径还常采用分流方式，在主管道内装层流阻流件（见图

3

）

以恒定比值分流部分流体到流量传感部件。

有些型号仪表也有用文丘里喷嘴等代替层流阻流

件。

市场上热分布式

TMF

按测量管内径分为细管型

（也有称毛细管型）

和小型两大类，

结

构上有较大区别。

小型测量管仪

表只有直管型

，内径为

4mm

；细管型测量

管内径仅

0.2~0.5mm

。稍大者为

0.8~1mm

，极容易堵塞，只适用于净化无尘气体。细管型仪表还有

一种带有调节单元和控制阀等组成一体的热式质量流量控制器，结构如图

4

所示。

1.2

基于金氏定律的浸入型

TMF

金氏定律的热丝热散失率表述各参量间关系，如式

2

所示。

（

2

）

式中

H/L -------

单位长度热散失率，

J/m•h;ΔT

--------

热丝高于自由流束的平均升高温度，

K

；

λ

--------

流体的热导率，

J/h•m•K;cV

---------

定容比热容，

J/kg•k;ρ

---------

密度，

kg/m

3

;

U---------

流体的流速，

m/h;d--------

热丝直径，

m.

如图

5

所示，两温度传感器（热电阻）分别置于气流中两金属细管内，一热电阻测

得气流温度

T

；另一细管经功率恒定的电热加热，其温度

Tv

高于气流温度，气体静止时

Tv

zui高，随着质量流速

ρU

增加，气流带走更多热量，温度下降，测得温度差

ΔT=Tv

-T.

这种

方法称作

“

温度差测量法

”

或

“

温度测量法

”

。

消耗功率

P

和温度差

ΔT

如式

3

所示比列关系，式中

B, C, K

均为常数，

K

在

?~?

之

间。从式

2

便可算出质量流速，乘上点流速于管道平均流速间系数和流通面积的质量流量

qm

，再将式

3

变换成式

4

。

（

3

）

（

4

）

式

4

中

E

是与所测气体物性如热导率、比热容、粘度等有关的系数，如果气体成分和物性

恒定则视为常数。

D

则是与实际流动有关的常数。

若保持

ΔT

恒定，控制加热功率随着流量增加而增加功率，这种方法称作

“

功率消耗

测量法