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氫燃料電池測試中常用的流量計有哪些
發(fā)布時間:2022-11-01 08:48:23

氫燃料電池實際測試中,氣體的流量經(jīng)常受工作壓力、溫度、粘度等影響,為精確計量,需要測量氣體質(zhì)量流量。目前氫燃料電池測試常用可直接測出質(zhì)量流量的流量計,按使用場景和工作原理多為差壓式流量計、熱式流量計和科式流量計。

1、差壓式氣體流量計

差壓式流量計是一種歷史悠久且精確度很高、至今廣泛應(yīng)用的流量計,通過流經(jīng)通道內(nèi)流體的壓降來確定流量。差壓式流量計本體為突然變徑的節(jié)流體,當(dāng)被測流體流經(jīng)節(jié)流體時,流體會因突然變徑形成局部收縮,流速變大,依據(jù)能量守恒定律,動能增大,靜壓力會減小,通過的流體流量越大,兩側(cè)壓差也越大,該壓差與流體流量的平方成正比。

以背靠管式差壓氣體流量計為例,這是一種新型流量計,主要解決低流速下的氣體流量測量精度低的問題。結(jié)構(gòu)是在管道上插入節(jié)流體,該節(jié)流體的迎風(fēng)取壓孔正對氣流方向,背風(fēng)取壓孔背向氣流方向。在氣體的流動作用力下,氣流會在迎風(fēng)取壓孔和背風(fēng)取壓孔處分別產(chǎn)生正向和負(fù)向的壓強,壓差傳感器采集節(jié)流體內(nèi)部的2個導(dǎo)壓管的壓強差,通過公式計算出流經(jīng)的氣體質(zhì)量流量。背靠管式差壓流量計的這種背向節(jié)流體結(jié)構(gòu),使低流速氣體也能產(chǎn)生較大的壓差,因此適合測量低流速氣體,測量精度相對較高。

2、熱式流量計

熱擴散式流量計是一種高精度、高可靠性且應(yīng)用廣泛的流量計。典型傳感元件為2個RTD熱電阻:RTD1為溫度傳感器,測量氣體溫度T1;RTD2為速度傳感器,在氣體原本溫度的基礎(chǔ)上進一步加熱至溫度T2,形成恒溫差ΔT。但氣體流過RTD2時會帶走熱量,為保持ΔT恒定,需要繼續(xù)加熱,氣體流速越大,擴散的熱量越多,因此,加熱的電功率與氣體流量成正比。

3、科式流量計

科氏流量計是流體通過振動管時,產(chǎn)生科里奧利力,研究與實踐證明,該力與質(zhì)量流量成正比,據(jù)此測出流體的質(zhì)量流量,因此,該流量的測量原理幾乎不受氣體粘度、狀態(tài)、溫度等外界條件影響??剖狭髁坑嬕话阌蓚鞲衅骱妥兯推鹘M成,傳感器主要包括激振器和拾振器,檢測扭矩振動力,變送器則將傳感器信號轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量流量、密度溫度等標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。

以上為科式流量計的計算原理,但在實際應(yīng)用中,是以管道振動力代替旋轉(zhuǎn)慣性力??剖搅髁坑嬕云涓呔取捔砍?、低壓損和長壽命等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域,也是氫燃料電池測量首選的流量計。

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