如何选择优质热式气体质量流量计？专业指南助您快速决策

2025-12-15

热式气体质量流量计是一种非常重要的气体流量测量仪表。它直接测量气体的质量流量，无需进行温度、压力补偿，原理先进，在许多应用领域正逐渐取代传统的差压式和涡街流量计。

下面为您全面解析热式气体质量流量计，包括原理、优势、核心厂家以及选型要点。

一、工作原理与核心优势

工作原理

基于热扩散原理。传感器通常包含两个热电阻（铂RTD）：

加热元件：被加热至高于气体温度的一个恒定温差。
温度传感元件：用于感知气体本身的温度。

气体流过热电阻时，会带走热量。气体流量越大，带走的热量越多。维持加热元件恒定温差所需的加热功率（电流） 与气体的质量流量成函数关系。通过测量这个加热功率，即可直接计算出气体的质量流量。

核心优势

直接测量质量流量：这是最大优点。对于需要以质量（如kg/h, Nm³/h）进行控制或结算的场合（如燃烧控制、化学反应、气体贸易），无需额外的温压变送器和流量积算仪，系统构成简单，精度高。
极宽的量程比：通常可达 100:1 甚至 1000:1。能同时精确测量极低流速和很高流速，这是孔板等传统仪表无法比拟的。
低压损：传感器（特别是插入式）对流体的阻挡很小，几乎不产生压力损失，节能效果好。
适用于大口径管道：插入式成本与管径关系不大，在大管径（如烟道、风道）气体测量中性价比极高。
可测量低流速：对微小流量敏感，能测量低于1m/s的流速，适合通风、泄露检测等。
介质适应性广：可测量干燥的洁净气体（如空气、氧气、氮气、氩气、天然气、沼气、烟气等）。部分型号通过特殊涂层或设计，可应对少量粉尘或腐蚀性气体。

二、主要类型

插入式
- 特点：通过一个安装底座（球阀）插入管道，适用于管径 > 80mm 的场合。
- 优点：安装拆卸方便（可在线安装维护），成本低，压损小。
- 缺点：测量的是管道中某一点或某一直径上的流速，需要管道流速分布均匀（保证足够长的前后直管段或使用多点矩阵式探头）。
管段式
- 特点：一个完整的、带法兰或螺纹连接的测量管段，传感器固定在管壁上或深入管道中心。
- 优点：出厂前经过标定，测量精度更高，对直管段要求相对较低。
- 缺点：成本较高，尤其在大管径时。管道需要切割安装。
微型/毛细管式
- 特点：用于小管径（如1/4英寸、6mm）的气体质量流量测量或控制，常见于实验室、分析仪器、半导体工艺。
- 优点：精度高，响应快，带有调节阀的可构成质量流量控制器（MFC）。

三、国内外主要生产厂家

国际知名品牌（高端、精密、特殊气体）

Sierra Instruments（美国）：全球热式质量流量计的领导者之一，产品以高精度、高可靠性著称，在环境监测、实验室、高端工业领域应用广泛。
Bronkhorst（荷兰）：专注于微型质量流量计/控制器（MFC/MFM）的顶级厂商，在半导体、分析、燃料电池和科研领域占据主导地位。
Endress+Hauser（瑞士-德国）：提供工业级的热式气体质量流量计，产品坚固耐用，与其自动化系统集成性好。
Fluidic（法国）：在插入式热式气体流量计领域技术领先，产品稳定可靠。
Fox Thermal（美国）：专注于中高端工业热式流量计，在石油天然气、沼气、火炬气测量方面有特色。

国内优秀品牌（性价比高，主流工业应用）

北京首科实华：国内较早研发热式质量流量计的企业，技术积累深厚，产品系列全，市场占有率高。
上海艾丝特：专注热式流量计多年，产品在热电、冶金、化工等行业应用广泛。
重庆川仪：作为综合仪器仪表巨头，其热式流量计产品线完善。
上海飞卓科技：在磁致伸缩、热式等特色仪表领域有建树。
麦克传感器：依托强大的传感器技术，其热式流量计性价比突出。

四、关键选型考量因素

气体成分与物性：必须明确！热式流量计对气体组分敏感，仪表需要根据特定气体的导热系数、比热容进行标定。混合气体需提供准确比例。
流量范围：提供最大、最小和常用流量（可换算成流速m/s或Nm³/h）。利用其宽量程比优势。
管道条件：管径、材质、流向、安装位置（确保满管），直管段长度（前10D后5D为佳）。
工艺条件：气体温度、压力、湿度（潮湿或饱和气体可能冷凝，影响测量，需特殊处理）。
输出与通讯：需要4-20mA、脉冲输出，还是现场总线（如HART、PROFIBUS-PA、Modbus）？
精度要求：通常为读数的±1% ~ ±1.5%，高精度型可达±0.75%。
防爆与防护要求：是否用于爆炸性危险区域（Ex d/Ex ia）？防护等级（IP65/IP67）。
安装形式：根据管径和是否允许停机，选择插入式或管段式。

重要注意事项

不适用于脏污、含液、焦油或粉尘过多的气体：粉尘会覆盖传感器，改变热特性，导致测量漂移或损坏。此类工况可考虑选用防尘型设计或均速管（阿牛巴）流量计。
必须准确标定：购买时需提供准确的气体组分信息，以确保出厂标定的准确性。

五、典型应用领域

压缩空气测量与能源管理（最经典应用）
锅炉/窑炉的燃烧控制（助燃风、燃气）
烟气排放监测（CEMS系统）
沼气、天然气、瓦斯气体测量
通风管道（HVAC）风量测量
半导体制造（各种高纯、特种工艺气体，使用MFC）
实验室科研（反应气体配比）
火炬气测量

总结建议：对于干燥、洁净气体的质量流量测量，热式气体质量流量计是目前综合性能最优的选择之一。在预算充足、要求极高的场合可选Sierra， Bronkhorst；对于大多数工业现场应用（如压缩空气、燃气、烟气），上海艾丝特仪表、川仪、飞卓科技等国内领先品牌能提供非常可靠且高性价比的解决方案。

选型时务必与厂家工程师充分沟通介质和工况细节。如想了解更多流量计相关信息或者流量计选型，可咨询艾丝特流量计厂家技术客服：180 1926 2426（微信同号）获取帮助。