熱式氣體質量流量計是應用廣泛的一種流量計,在工業測量中扮演著重要的角色。本文基于換熱基本原理設計了恒溫熱式氣體流量計,并采用了自動溫度補償的方案。實驗結果顯示基本實現了預期的目標。然而從試驗結果也可以看到,溫度補償的效果仍然不是很理想,在溫度變化較大的氣體測量中,自動補償的精度難以得到保證。因此,研究熱式質量流量計的補償算法、提高補償能力具有較大理論和實際意義。后續的研究應該注意以下幾點:
(1)理論研究。目前關于熱式氣體質量流量計的研究文獻對基礎理論的研究還比較薄弱。本文通過建立流量計測量端的物理模型,采用仿真的方法對流量計特性進行了研究,在流量計算中采用了通常情況下的流量計算公式,并沒有考慮不同位置、不同狀態下的氣體流量與溫度的關系。將來還應該更加深入地研究熱式氣體質量流量計的理論基礎,這才能進一步提高流量計的性能指標。
(2)組分補償算法。在工業環境中熱式氣體質量流量計常用與混合氣體流量的測量。由第二章的理論公式推導可知,流量計算與熱導率、動力粘度和氣體密度等氣體組分參數相關,在計算混合氣體的流量時,原有的計算公式和補償修正方法失效。因此,混合氣體的流量計算公式和組分補償算法的研究在實際的應用中非常重要。由于研究經費和時間的限制,本文對混合氣體的測量沒有做深入研究,只考慮了單類氣體的測量情況。后續研究應該深入研究混合氣體下流量的算法,研究和完善組分補償算法,擴展熱式質量流量計的應用范圍。
(3)更加精確的實驗研究。本文進行實驗研究的條件有限,不能進行精確的研究。在更好的實驗條件下,在收集大量精確實驗數據的基礎上還可以得到更加精確的流量計算曲線;如果可以控制實驗中氣體的種類和比例,結合組分補償算法,可以進一步提高補償精度、減小測量誤差。
(4)產品化。后續工作可以考慮如何將本文的研究成果繼續完善,應用到實際熱式氣體質量流量計中以降低開發和維護費用。 |