熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)是利用加熱時(shí)液體溫度上升至某一值所需的能量與液體質(zhì)量之間的關(guān)系來測量液體或氣體質(zhì)量的一種流量儀表。一般用來測量煤氣等氣體質(zhì)量的流量。它具有壓損小、流量范圍度大、高精度、高重復(fù)性、高可靠性、體積小、易維護(hù)不易損壞等特點(diǎn)。

早期的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)直接將加線圈和測溫元件放入液體中與液體接觸，是一種接觸式流量計(jì)，由于現(xiàn)場環(huán)境中普遍存在腐蝕、磨損及防爆問題，使它在工業(yè)應(yīng)用中受到很大限制。到 20 世紀(jì) 50 年代，人們又提出了不接觸液體的邊界層流量計(jì)，克服了接觸式流量計(jì)的缺點(diǎn)，但測量結(jié)果受介質(zhì)參數(shù)(如熱導(dǎo)率、比率、粘度)以及環(huán)境的震動等因素的影響。

到 20 世紀(jì) 70 年代，基于測量液體溫度分布的熱分布型 TMF，優(yōu)點(diǎn)很多，但只適用于小管徑測量。此后，人們又設(shè)計(jì)了一種插入式熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)，它在國內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展，可以用來測量大管徑的氣體流量。

多點(diǎn)平均矩陣式 670S熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)使用不銹鋼傳感探頭，增加了準(zhǔn)確性、堅(jiān)固性和可靠性。它有兩個(gè)探頭伸入到被測氣體中，一個(gè)速度傳感器用來檢測質(zhì)量，一個(gè)自動修正溫度變化的溫度傳感器用來檢測氣體溫度，這兩個(gè)探頭使用參考級甘溫元件——鉑熱電阻。

插入式TMF用標(biāo)準(zhǔn)級鉑熱電阻(RTD)的鉑絲纏繞在一套磁芯棒上插入到一個(gè)堅(jiān)固的不銹鋼套筒中，速度傳感器 RTD 的電阻比溫度傳感器 RTD 的電阻小得多，并由電子設(shè)備供電產(chǎn)生熱量。插入式 TMF的工作原理基于熱力學(xué)定律，即電子設(shè)備提供給速度傳感器的電功率等于流動的氣體對流換熱所帶走的熱量。

式中：

h 為傳熱系數(shù)；

Tu為速度傳感器的溫度；

AS為圓柱形探頭表面積；

T 為溫度傳感器測得的氣體溫度。

參與速度傳感器周圍的熱邊界層換熱的是流動的氣體分子。因此插入型 TMF 傳感器檢測到的是流體的質(zhì)量和流量：

a1，a2，m 均為經(jīng)驗(yàn)確定的系數(shù)，他們由被測氣體的傳熱系數(shù)、粘度等系數(shù)決定。

多點(diǎn)距陣排列插入式 TMF，在傳感器沿長度方向設(shè)置有 4~16 個(gè)不等的質(zhì)量流速探頭，用來測量大管徑的總質(zhì)量流量。熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)多點(diǎn)插入型傳感器設(shè)置劃分為個(gè)等面積環(huán)，在每個(gè)等面積環(huán)的質(zhì)心設(shè)置一個(gè)熱式質(zhì)量流速探頭。