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热式质量流量计KurzInstruments.com把一切变得简单的复杂演示•公司简介•气体流量测量技术•热式流量测量技术•质量流量vs体积流量•流量状态•热式流量开关公司•由技术天才KURZ博士创建•32年多的热式质量测量行业领先地位•总部和工厂位于MontereyCalifornia•质量认证:ISO-9001,核工业,军工规范•Kurz技术服务–前电子研究所测试中心•全球化的销售与服务产品•坚固的,可靠的,经过市场检验的产品•能够服务于最苛刻的,最炎热的,最脏的环境应用LawrenceLivermore（劳伦斯利弗莫尔）实验室NIF设施也选择了KURZ公司的系列产品美国航天署维纳斯太空行动选择了KURZ产品气体流量测量技术气体流量测量技术•热式质量–风冷测量•差压–孔板,皮托管,文氏管,机翼等等.–旋转叶轮•涡轮-旋转叶轮•涡街–涡旋发生器•科里奥利–振动管•超声波–多普率法、相位法、时差法等气体流量测量技术类型质量或体积量程比低流量灰尘中工作管道尺寸压损($)热式质量1,000:1是好1/8”–插入低差压体积10:1否差1/8”-插入高涡轮体积50:1否差1/4”-插入高涡街体积25:1否差1”-插入低科里奥利质量100:1否好1/8”-6”中等超声波体积100:1是差2”–120”低气体流量测量技术比较流量信号哪些场合适用热式质量技术?•当质量流量测量比体积流量测量更有利•低速•大管道尺寸•高温•介质脏的应用•要求低压损•变化的压力和温度应用热式质量流量计的主要行业•电厂•炼油和化工•市政•生物技术与制药•半导体•造纸和纸浆•食品和饮料•核工业•航空航天什么是热式质量?这种复杂的技术简单地说就是::利用热传递测量分子流量为什么利用质量来测量流量?实际生活中的例子恒定转速的曝气风机FTFTACFMSCFM实际生活中的例子体积(压差)流量计显示稳定的流量质量流量计显示变化的流量WastedenergyProcessinefficient因为环境温度和槽的液位在变化热式质量的质量部分•质量流量是独立于浓度的磅/小时,千克/秒•体积基于和参考标准状态SCFM,SLPM•在一个系统中需要质量流量对比流量P=低T=高1lbair质量vs体积例子的图例STP（标准状态）P=14.7psiT=70°FP=高T=低1CF1lbair1lbair质量vs体积示例化油器vs燃油喷射•化油器的空气体积和燃料体积的比例是固定的，在正常条件下工作良好.但在高海拔（压力）或寒冷（温度）条件下会因为空气密度的变化产生问题。•燃油喷射，空燃混合物的配比是基于使用热式质量空气流量传感器测量的质量流量条件流场•热式质量传感器测量流速(SFPM)乘以管道截面积（平方英尺）=流量SCFM•测量到的速度假设为平均速度•如与实际情况不符，则需从机械或电子方面进行修正Velocity流速xArea面积流量调节器数字数据修正长直的管子多孔滤网筛调整片文丘里管流量调节器类型多孔滤网调整片文丘里管数字式流场修正初期投资$低高中等无附加的压损高(47.4″H20)中等(28.6″H20)低(7.5″H20)无运行费用$高中等低无热式测量技术恒功率技术恒温差技术DigitalFlow™(Kurz)（数字流量™技术）恒功率技术恒功率技术•加热元件以恒定电流(~2瓦)进行加热•由于流体流动，它从该加热元件带走热量。它的温度下降，并测量与它相连在一起的RTD（电热传感器）的温度•第二个RTD（参比传感器）测量流体的温度,并与加热的电热元件温度进行比较•温度读数差是与质量流量相关联参比传感器加热元件传感器加热元件恒功率同样的工艺温度,增加流速流量温度*功率*ΔT（温差）是信号恒功率同样流量,增加工艺温度流量功率温度**ΔT（温差）是信号70F400F800F恒功率信号vs流量曲线流量信号恒功率在低流量情况下自加热的影响•参比传感器在低速时受加热元件影响•10%的流量范围不推荐使用•恒定功率传感器在低流量时具有最大热量•恒温覆盖全量程•恒功率从10%流量开始–4mA=10%流量–累计值是否正确?恒功率4-20mA信号问题0%4mA100%20mA10%4mAConstantTemperature恒温ConstantPower恒功率SJ沼气池废水Recip•如果气体流量范围=0-30SCFM，流量为0时，实际流量计读数为10%量程=3SCFM•不运作时如有流量读数将受处罚,因此将4mA信号重设为0SCFM恒功率4-20mA信号问题–4mA=如果重设为0,量程最初10%范围内无流量读数–非法操作,因为要求全量程都必须有流量读数–如果重设量程,即为伪造测量结果0%4mA10%5.6mA100%20mAConstantTemperature恒温ConstantPower恒功率恒功率流量计传感器方向是至关重要的•加热器必须位于上方否则传感器将受影响(产生严重的自由对流错误)•如需要和流量向对应的特殊方向,应在订购时提出具体要求水平安装恒功率响应时间•热传递造成传感器的”表面&内核”改变温度•响应时间是用分钟来计算的•对大多数的控制回路不足够快表面内核恒功率传感器方向对测量至关重要参比传感器加热元件传感器加热元件•迎角必须是零,以保证精度•流量条件是苛刻的•任何角度上的变化都会造成热量的损失,影响RTD的感应恒功率热分层错误较小的温差使测量值小于实际流量较大的温差使测量值大于实际流量•CP恒功率技术中均一温度非常重要.因此必须实行流量调节/混合以消除热分层错误.•切记:温差是信号.流量增加时,信号被放大.因此任何由热分层错误引起的错误也会被放大.恒功率小结-对流量变化响应慢-对流量方向敏感-对流量条件苛刻-对低流量有局限性-对高温有局限性+非常适合于开关应用+可工作在气体和液体中恒功率类比一匹马(恒定功率)拉一辆车上坡.如果坡度(负重)增加,或外界温度升高,马就会慢下来.恒温差技术恒温差技术•一个RTD测量工艺介质温度和另一个RTD加热到高于介质温度38℃•气体流量从加热的传感器表面带走热量,电子电路增加电流以保持高于38℃的温度•电流(提供给加热传感器的功率)直接与流体的质量流量相关速度传感器(加热传感器)工艺温度传感器(参比传感器)恒温差同样工艺温度,增加流量流量温度功率**保持100ºF温度差的功率是信号恒温差同样流量,增加过程温度流量温度功率**保持100ºF温度差的功率是信号400F800F70F恒温差信号vs流量曲线流量信号恒温差CT恒功率CP恒温差响应时间•传感器“内核”温度保持不变•热量传递发生在传感器”表面”•快速的响应时间,以秒来计算•对控制回路很有利表面恒温差传感器方向不是很重要速度传感器工艺温度传感器•可以允许大角度的迎角,所以流量条件不很重要•流量传感器的方向独立于参比传感器恒温差小结-高工艺温度时不工作+对流量变化的快速响应+对传感器方向不敏感+适合于气体流量测量应用KURZDigitalFlowTM（数字流量）技术什么是KurzDigitalFlowTM技术?•KURZ开发的最先进的专有功能，因为KURZ所有产品完全数字化KurzDigitalFlowTM技术介绍因为Kurz所有的产品都是全数字的,Kurz得以研发出最先进的专有技术KurzDigitalFlowTM技术包括:•VariPowerTM•对流量计优化了恒温差技术•对开关优化恒功率技术•FastDualTM传感器•速度,耐用性,重复性的出色表现为基础•FlowCorrectTM•数字流量调节•DigitalFlowTM电子•最先进的电路•FlowPerfectTM•优化多点系统VariPower™技术仪表•恒温技术改进•用于快速变化工艺温度的质量平衡传感器•自动调节功率，在高温下保护传感器和实现快速恢复测量•消除传感器倦怠质量平衡传感器帽FastDualTM传感器•MetalCladTM哈式合金金属保护套•坚固的全焊接设计•质量平衡探头帽•高抗振动•高温，可达500℃•自洁清洗设计•1年保修!FlowCorrectTM数字式流场修正FlowCorrectTM-数字软件修正-变量修正补偿参数用于在7种标定流场基础上改变全量程段流场FlowCorrectTM数字式流场修正•FlowCorrectTM数字软件修正–从程序上修正流场,因此无需机械调节装置.–此外,FastDualTM传感器不易受位置影响.因此无需机械调节装置.–传感器堵塞面积修正,用于修正流量面积–以上功能能够实现,皆因我们的产品都是全数字式的.VariCorrectTM不同气体组成修正•VariCorrectTM自动修正技术用于可变气体成分•非常适合垃圾填埋场和沼气应用•可根据气相色谱仪（或其他气体分析）的结果，实时跟踪气体成分构成，然后进行自动修正.FlowCorrectTM数字流场修正•可变修正因子提供了多种修正系数，以补偿流场的变化层流.80过渡流.85湍流.90V峰值V平均值FlowCorrectTM数字软件校正–可变修正系数补偿在几种流速下的流场变化–传感器阻碍修正,以保证正确的流通截面–此外,该FastDualTM传感器位置不敏感，所以机械的状态并不苛刻–已经在产品中使用，因为我们的产品是全数字化DigitalFlowTM电子•通用数字电路板–没有更多的要匹配模拟板–同一电路板可作为给所有同类型传感器的备用•最小/最大及趋势的数据日志•200个自我诊断测试•内置PID流量控制器•EPA批准的零点-中-满度漂移测试•自清洁吹扫控制器•Modbus总线，USB接口，模拟,HART,中继器FlowPerfect™•包含在所有KURZK-BAR多点质量流量系统中•即使失去传感器,可允许同样的平均流量–系统冗余–EPA批准•如果仅仅是传感器坏了,不需要重新认证一个多点系统DigitalFlow™小结+可以工作在更高的工艺温度+非常迅速地对流量变化作出响应+对传感器方向不敏感+流量条件不苛刻+在极低流量下工作良好+作为气体流量应用的理想选择DigitalFlowTM类比带有先进的发动机技术地喷气飞机,响应速度最快，处理更高的负载达到国际标准ISO-141641.介绍了恒温技术的优势2.具体来说,不推荐使用恒功率“因为:a)对于速度和温度变化的反应速度慢b)没有稳定的零点c)温度补偿范围有限”客户评价:NIST购买了454FTB用于其低速风洞•“这台风速仪具有同等级别的流量计中最好的低速重复性.我们将把它作为一项传输标准应用于我们其他设施的循环测试.热式流量计恒功率恒温差KurzDigitalFlow™介质气体气体气体速度慢快最快方向敏感度大小小流量要求需要可能需要FlowCorrect™传感器保护不不是温度极限454℃454℃500℃Kurz热式质量流量计管道式单点插入式多点插入式便携式控制阀流量计算机复杂技术造就简便应用-Kurz流量计应用实例Monterey湾水族馆•这是世界上最先进最具创意的水族馆•世界上唯一一家可以将大白鲨饲养育于深水展馆的水族馆•他们能做到以上不可思议的事,皆因他们使用了KURZ流量计和开关.压缩空气与气体•按区域监控和跟踪使用情况•泄漏检测-低速•节能天然气测量为机组供能控制流速提供累计流量数据烟气自动监控系统CEMS–排放监控•Meets40CFRPart75•每日检查零点和量程漂移-获EPA批准认可•传感器检查与移除•最高温度达华氏1100度•无需清洗•单一平台吹风控制•快速反应速度•有限的直管段•量程广沼气•潮湿•低速•硫化氢•偏心文丘里•4点钟方向安装，以排去液体臭氧Kurz技术优势•快速响应•直接测量质量流量•极广泛的量程•EMI/RFI免疫OEM支持•Ozonia•Wedeco威德高•Mitsubishi三菱•Xothermic都柏林圣拉蒙污水处理厂•以Kurz流量计取代了FCI,Sage与Sierra温室气体监测/报告•强制性温室气体排放报告的规定•EPARule40CFR98•要求以质量流量为基础进行测量•Kurz流量计均符合以上应用要求并获得了相关认证垃圾填埋气体监测•甲烷和二氧