文章目錄

• • 1. 流量定義
  • 2. 體積流量傳感器分類
  • 3. 質量流量傳感器分類
  • • 3.1 科里奧利式傳感器
    • 3.2 熱式傳感器
    • 3.3 壓差式傳感器
  • 4. 參考文獻

1. 流量定義

流量傳感器的研究過程中會涉及到體積流量和質量流量這兩個概念。

某截面積流量的定義為流量在單位時間內流經該流道截面積的體積或者質量，其中體積流量 $q_v$ 的定義公式為：
$$q_v=dV/dt=Sv$$
其中 $V$ 代表流體的體積， $t$ 代表時間， $S$ 代表流道截面積， $v$ 代表流體的平均流速。

質量流量 $q$ 的定義公式為:
$$q=dm/dt=Sv\rho$$
其中 $m$ 代表流體的質量， $\rho$ 代表流體的密度。

氣體體積流量傳感器簡單來說是測量單位時間內通過有效橫截面積的體積流量，由于外界環境的變化對氣體體積的大小總是有影響,氣體體積存在大小不穩定的問題，在實際的測量過程中需要考慮多種物理量的變化情況。氣體質量流量傳感器是測量單位時間內通過有效橫截面積的質量流量，按照測量方法的不同分為間接測量和直接測量。

2. 體積流量傳感器分類

體積流量傳感器等待調研，但預計不太穩定。

3. 質量流量傳感器分類

根據關鍵元件的工作方式的不同，氣體質量流量傳感器大致可以分為科里奧利式流量傳感器，基于熱學原理的質量流量傳感器和差壓式質量流量傳感器等。

3.1 科里奧利式傳感器

科里奧利式質量流量傳感器是對科里奧利力的具體運用，當有氣體流經一個旋轉的管道時會在管道內形成和質量流量相關的科里奧利力，通過測量旋轉管道中氣流產生的科氏力就可以直接獲得氣體的質量流量。科氏傳感器由于本身工作原理的特殊性具有測量準確性高，復現性高，測量量程大，同時也可以測量各種性質的液體流量等優點，被廣泛應用于石油、化工、制藥等工業領域，但是科氏傳感器存在重量和體積較大、對外界的震動干擾較為敏感等缺點，應用領域有一定的限制。

3.2 熱式傳感器

熱式傳感器的工作原理是通過外加熱源將傳感器的感溫電阻加熱使其溫度高于環境溫度，當有氣流通過時，氣流的運動會帶走感溫電阻上的熱量，使得感溫電阻的溫度降低，通過測量感溫電阻溫度的變化來推算出所求的氣體質量流量，即通過傳感器將氣流的變化轉換為溫度的變化。

3.3 壓差式傳感器

壓差式流量傳感器一般是由一對安置于一個縮小口徑兩側的節流件組成的傳感器，通過測量兩側的壓力差來獲得被測流量的體積流量，再通過體積流量和質量流量之間的轉化關系最終獲得流量的質量流量。壓差式流量傳感器是質量守恒定律和能量守恒定律的具體應用。從傳統的孔板式流量計到現在的塔型流量計，壓差式流量計已經有上百年的發展歷史，也被廣泛應用于工業、能源、交通、環境等各個領域。

4. 參考文獻

[1]肖世瑾. MEMS熱式質量流量傳感器研制[D].山東大學,2021.DOI:10.27272/d.cnki.gshdu.2021.004000.

總結

以上是生活随笔為你收集整理的流量传感器原理介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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