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氫燃料電池測試中常用的流量計有哪些
發布時間: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,需要測量氣體質量流量。目前氫燃料電池測試常用可直接測出質量流量的流量計,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、至今廣泛應用的流量計,通過流經通道內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流體,當被測流體流經節流體時,流體會因突然變徑形成局部收縮,流速變大,依據能量守恒定律,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。結構是在管道上插入節流體,該節流體的迎風取壓孔正對氣流方向,背風取壓孔背向氣流方向。在氣體的流動作用力下,氣流會在迎風取壓孔和背風取壓孔處分別產生正向和負向的壓強,壓差傳感器采集節流體內部的2個導壓管的壓強差,通過公式計算出流經的氣體質量流量。背靠管式差壓流量計的這種背向節流體結構,使低流速氣體也能產生較大的壓差,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,產生科里奧利力,研究與實踐證明,該力與質量流量成正比,據此測出流體的質量流量,因此,該流量的測量原理幾乎不受氣體粘度、狀態、溫度等外界條件影響。科氏流量計一般由傳感器和變送器組成,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變為質量流量、密度溫度等標準信號輸出。

以上為科式流量計的計算原理,但在實際應用中,是以管道振動力代替旋轉慣性力。科式流量計以其高精度、寬量程、低壓損和長壽命等優點,被廣泛應用在各領域,也是氫燃料電池測量首選的流量計。

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