[发明专利]一种通过动态温度补偿提高热式质量流量计测量精度的方法

说明书

一种通过动态温度补偿提高热式质量流量计测量精度的方法，包括步骤：测得T₀温度下零流量时自热RTD的加热电流Ih0₀；设定温度T下零流量时自热RTD的加热电流Ih0_T；定义电流转换系数测得至少两个离散温度点下自热RTD的加热电流；通过电流转换系数公式K求得对应离散温度点下的电流转换系数；通过离散温度点得到温度与电流转换系数的连续关系函数K＝f(T)；求得任意合理温度下零流量时自热RTD的电流；通过流量计算式Flow＝f(Ihot，Ih0)中根据流体温度的不同动态地调整Ih0。本发明克服了现有的热式流量计测量精度受流体温度影响的缺陷，保证精度的前提下，可测量更宽广温度范围的流体。

【技术领域】

本发明涉及一种热式质量流量计测量方法，更确切地说是一种通过动态温度补偿提高热式质量流量计测量精度的方法。

【背景技术】

热式质量流量计利用传热原理，即流动中的流体与热源(流体中加热的物体或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表，当前主要用于测量气体。热式质量流量计具有直接测量气体质量流量，组成简单，出现故障概率小，量程宽，快速响应，精度高，低流速敏感，直接质量流量测量，现场显示，信号输出，上下限报警，结构多样，分插入式、管道式安装，安装灵活，装卸方便，使用简便，无活动部件，结构坚固，抗振，可应用于高温场合和腐蚀环境中等特点，在气体测量领域得到了广泛应用，今日之科技发展迅猛，对流量仪表的要求也在增加，对热式质量流量计精度要求的提高即是其一。

中国发明专利(文献名称：CN102538887A,公开日期：2012年7月4日)，公开了一种测量有较低湿度的气体时也能保证高精度的热式质量流量计，这是对产品硬件的改变。

目前，德美热式质量流量计对气体质量流量的测量，主要应用于项目中的高压氮气、低压氮气、氧气、压缩空气、氩气、丙烷气等气体的流量测量，测量涵盖的介质广，工艺比较复杂，广泛应用在电力、冶金、有色、石化、市政环保等行业。其传感器由两个具有正温度系数的热阻传感器组成，一个是自热RTD(R_H)提供流体能量，另一个参考RTD(R_C)提供温度参考值。流量计的测量原理是采用美国专利(文献名称：US6450024B1，公开日：2002年9月17日)的恒比率加热法，基于介质的的热导率进行流量测量，可以直接测量质量流量，无需额外增加变送器成本，通过对自热RTD与参考RTD之间的温度进行控制，保持一个恒定的比率γ_q＝R_H/R_C。这样，当有流体流过传感器时，流体会带走自热RTD产生的热量使其电阻值变低，为保持比率的恒定，自热RTD的加热电流也会随之增加来补偿被流体带走的热量；流量越大，流体带走的热量就越多，自热RTD的加热电流也就越大。自热RTD的加热电流与流体流量存在一一对应的关系，因此通过测量加热电流值就可以计算出流体流量。在一定程度上能够消除温度变化而产生的测量漂移，保障测量度。宽量程比最高可以达到1000:1，流量与自热RTD的加热电流的关系可以用以下函数表示：

Flow＝f(Ihot，Ih0)

其中：Flow表示流体流量，Ihot表示自热RTD的加热电流，Ih0表示零流量时自热RTD的加热电流值。