热式气体质量流量计是应用广泛的一种流量计,在工业测量中扮演着重要的角色。本文基于换热基本原理设计了恒温热式气体流量计,并采用了自动温度补偿的方案。实验结果显示基本实现了预期的目标。然而从试验结果也可以看到,温度补偿的效果仍然不是很理想,在温度变化较大的气体测量中,自动补偿的精度难以得到保证。因此,研究热式质量流量计的补偿算法、提高补偿能力具有较大理论和实际意义。后续的研究应该注意以下几点:
(1)理论研究。目前关于热式气体质量流量计的研究文献对基础理论的研究还比较薄弱。本文通过建立流量计测量端的物理模型,采用仿真的方法对流量计特性进行了研究,在流量计算中采用了通常情况下的流量计算公式,并没有考虑不同位置、不同状态下的气体流量与温度的关系。将来还应该更加深入地研究热式气体质量流量计的理论基础,这才能进一步提高流量计的性能指标。
(2)组分补偿算法。在工业环境中热式气体质量流量计常用与混合气体流量的测量。由第二章的理论公式推导可知,流量计算与热导率、动力粘度和气体密度等气体组分参数相关,在计算混合气体的流量时,原有的计算公式和补偿修正方法失效。因此,混合气体的流量计算公式和组分补偿算法的研究在实际的应用中非常重要。由于研究经费和时间的限制,本文对混合气体的测量没有做深入研究,只考虑了单类气体的测量情况。后续研究应该深入研究混合气体下流量的算法,研究和完善组分补偿算法,扩展热式质量流量计的应用范围。
(3)更加精确的实验研究。本文进行实验研究的条件有限,不能进行精确的研究。在更好的实验条件下,在收集大量精确实验数据的基础上还可以得到更加精确的流量计算曲线;如果可以控制实验中气体的种类和比例,结合组分补偿算法,可以进一步提高补偿精度、减小测量误差。
(4)产品化。后续工作可以考虑如何将本文的研究成果继续完善,应用到实际热式气体质量流量计中以降低开发和维护费用。 |