西森熱式質(zhì)量流量計(jì)是利用傳熱原理檢鍘流量的儀表，即流動(dòng)中的流體與熱源(流體中外加熱的物體或測(cè)量管外加熱體)之間熱量交換關(guān)系來(lái)測(cè)量流量的儀表，過(guò)去我國(guó)習(xí)稱(chēng)量熱式流量計(jì)。當(dāng)前主要測(cè)量氣體。

▲熱式質(zhì)量流量計(jì)

    熱式質(zhì)量流量計(jì)用得最多有兩種，利用流動(dòng)流體傳遞熱量改變測(cè)量管壁溫度分布的熱傳導(dǎo)分布效應(yīng)的熱分布式流量計(jì)(thermal profile flowmeter)。利用熱消散(冷卻)效應(yīng)的金氏定律(King's law)熱式流量計(jì)。又由于結(jié)構(gòu)上檢測(cè)元件伸人測(cè)量管內(nèi)，也稱(chēng)浸入型或侵入型。有些在使用時(shí)從管外插人工藝管內(nèi)的儀表稱(chēng)作插人式。

▲熱式質(zhì)量流量計(jì)

    熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理如左圖所示，薄壁測(cè)量管3外壁繞著兩組兼作加熱器和檢測(cè)元件的繞組2，組成惠斯登電橋，出恒流電源5供給恒定熱量，通過(guò)線(xiàn)圈絕緣層、管壁、流體邊界層傳導(dǎo)熱量給管內(nèi)流體。邊界層內(nèi)熱的傳遞可以看做熱傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)的。在流量為零時(shí)，測(cè)量管上的溫度分布如圖下部虛線(xiàn)所示，相對(duì)于測(cè)量管中心的上下游是對(duì)稱(chēng)的，由線(xiàn)圈和電阻組成的電橋處于平衡狀態(tài);當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，流體將上游的部分熱量帶給下游，導(dǎo)致溫度分布變化如實(shí)線(xiàn)所示，出電橋測(cè)出兩組線(xiàn)圈電阻值的變化，求得兩組線(xiàn)圈平均溫度差△T。便可按下式導(dǎo)出質(zhì)量流量qm,

總的熱傳導(dǎo)系數(shù)A中，因測(cè)量管壁很薄且具有相對(duì)較高熱導(dǎo)率，儀表制成后其值不變，因此A的變化可簡(jiǎn)化認(rèn)為主要是流體邊界層熱導(dǎo)率的變化。當(dāng)使用于某一特定范圍的流體時(shí)，則A,Cp均視為常量，則質(zhì)量流量?jī)H與繞組平均溫度差成正比，如圖12.2 Oa段所示。Oa段為儀表正常測(cè)量范圍，儀表出口處流體不帶走熱量，或者說(shuō)帶走熱量極微;超過(guò)a點(diǎn)流量增大到有部分熱量被帶走而呈現(xiàn)非線(xiàn)性，流量超過(guò)b點(diǎn)則大量熱量被帶走。

西森熱式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量管加熱方式大部分產(chǎn)品采用兩繞組或三繞組線(xiàn)繞電阻;除管外電阻絲繞阻加熱方式外還有利用管材本身電阻加熱方式。測(cè)量管形狀有直管形，還有II字形結(jié)構(gòu)，三繞組中一組在中間加熱，兩組分繞兩臂測(cè)量溫度。