美國FATHOM流量計核心工作原理可概括為熱式傳感技術(shù)與NIST可溯源校準體系的結(jié)合,其本質(zhì)是利用流體帶走熱量的物理效應(yīng),直接測量質(zhì)量流量。
熱式傳感原理
FATHOM流量計的核心是一個封裝在探頭中的加熱傳感器,通常由鉑金電阻絲和不銹鋼護套組成。工作時,傳感器被加熱至高于流體溫度。當氣體流過探頭時,會帶走熱量導(dǎo)致傳感器溫度下降。熱式原理正是通過測量維持恒定溫差所需的電功率,或測量溫度變化值,來直接反映氣體的質(zhì)量流量。由于這種測量方式與氣體的壓力和溫度變化關(guān)系不大,因此能直接輸出質(zhì)量流量信號。
核心制造工藝與標定
為實現(xiàn)高精度,F(xiàn)ATHOM流量計的技術(shù)門檻體現(xiàn)在兩個方面:
探頭封裝工藝:鉑金電阻絲與不銹鋼護套之間需要填充導(dǎo)熱良好但電絕緣的材料。FATHOM采用的先進封裝工藝能避免傳統(tǒng)"濕"傳感器(如使用環(huán)氧樹脂)因熱阻隨時間增加而導(dǎo)致的靈敏度下降和精度漂移問題。
實流標定技術(shù):不同氣體的比熱容存在差異,單純依靠空氣標定再換算成其他氣體會帶來很大誤差。FATHOM流量計會根據(jù)多種氣體和量程進行實流校準,且所有校準均遵循美國NIST(國家標準與技術(shù)研究院)標準,這是其保證1%滿量程精度的關(guān)鍵。