热式气体质量流量计的核心原理非常直观：通过测量气体“带走热量”的速度来直接计算出气体的质量流量。

您可以把它想象成感受风吹过皮肤：风越大（流量越大），你感觉越凉快（被带走的热量越多）。这个流量计就是用一个精密的“电子皮肤”来感知这种“凉快”的程度。

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工作原理（恒温差法）

这是最常见的工作方式，简单来说分为三步：

1. 加热与测温：传感器上有两个精密温度探头。

   • 一个作为加热器，持续加热到一个固定的目标温度。

   • 另一个作为测温器，用来测量气体的初始温度。

2. 气体流动带走热量：当气体流过传感器时，会从加热探头带走热量。气体流速越快，带走的热量就越多。

3. 维持温差与计算：仪器内部的电路会实时监测加热探头和测温探头之间的温度差。为了保持这个温差恒定，电路必须加大供给加热器的电功率。气体流量越大，需要补偿的功率也就越大。

4. 得出结果：这个补偿的电功率大小与气体带走的热量直接成正比，而带走的热量又直接与气体的质量流量成正比。因此，通过测量电功率的变化，就可以直接计算出气体的质量流量。

简单比喻：就像用火烧一壶水，水流越大，想让水沸腾所需的煤气开得就越大。这里，“煤气开得越大”就相当于“电功率增加”，直接对应了“水流越大”。

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主要特点

优点：

• 直接测量质量流量：无需像其他流量计那样进行温度和压力补偿，结果直接就是标准状态下的质量流量（如 Nm³/h, Kg/h），非常方便。

• 无活动部件，可靠性高：传感器是固定的，不易磨损，寿命长。

• 压损极小：通常是在管道中插入一根探杆，对流体流动的阻碍非常小。

• 测量范围宽：对低流速和微小流量的测量非常灵敏。

• 可测量双向流：一些高级型号可以判断气体的正反流向。

缺点：

• 依赖气体物性：测量结果与气体的比热容等热力学性质有关。因此，一台流量计在出厂时通常针对特定成分的气体进行了标定。如果气体成分变化较大，测量会产生误差。

• 对脏污介质敏感：如果气体中含有油污、粉尘等，可能会附着在传感器上，影响加热和测温，导致测量不准。

• 不适用于高温高压场合：传感器的测量原理限制了其在极端工况下的应用。

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典型应用

由于其独特的优点，热式质量流量计广泛应用于需要对气体进行精确管理和控制的场合：

• 压缩空气测量与节能：工厂里压缩空气的消耗计量。

• 锅炉/燃烧过程：助燃空气和燃气的流量控制。

• 环保监测：烟气排放监测。

• 半导体制造：高纯度工艺气体的流量控制。

• 实验室：各种实验气体的精密测量。

• 天然气和沼气：气体输配和能源计量。