熱式質量流量計（以下簡稱
TME
）是利用傳熱原理，即流動中的流體與熱源（流體中
加熱的物體或測量管外加熱體）
之間熱量交換關系來測量流量的儀表，
過去我國習稱量熱式
流量計。當前主要用于測量氣體。
在總的熱傳導系數
A
中，因測量管壁很薄且具有相對較高熱導率，儀表制成后其值不
變，因此
A
的變化可簡化認為主要是流體邊界層熱導率的變化。當使用于某一特定范圍的
流體時，
則
A
、
cp
均視為常量，
則質量流量僅與繞組平均溫度差成正比，
如圖
2 Oa
段所示。
Oa
段為儀表正常測量范圍，儀表出口處流體不帶走熱量，或者說帶走熱量極微；超過
a
點
流量增大到有部分熱量被帶走而呈現非線性，流量超過
b
點則大量熱量被帶走。
測量管加熱方式大部分產品采用兩繞組或三繞組線繞電阻；
除管外電阻絲繞組加熱方式
外還有利用管材本身電阻加熱方式，如表
1
所示。測量管形狀有直管形，還有
∏
字形結構，
三繞組中一組在中間加熱，兩組分繞兩臂測量溫度。
方式
感應加熱熱電偶
兩繞組電阻絲
三繞組電阻絲
檢測元件
熱電偶
熱電阻絲
熱電阻絲
加熱方式
測量管焦耳熱
自己加熱
中間繞組加熱
為了獲得良好的線形輸出，必須保持層流流動，測量管內徑
D
設計得很小而長度
L
很
長，即有很大
L/D
比值，流速低，流量小。為擴大儀表流量，還可采用在管道內裝管束等
層流阻流件；擴大更大流量和口徑還常采用分流方式，在主管道內裝層流阻流件（見圖
3
）
以恒定比值分流部分流體到流量傳感部件。
有些型號儀表也有用文丘里噴嘴等代替層流阻流
件。
市場上熱分布式
TMF
按測量管內徑分為細管型
（也有稱毛細管型）
和小型兩大類，
結
構上有較大區別。
小型測量管儀
表只有直管型
，內徑為
4mm
；細管型測量
管內徑僅
0.2~0.5mm
。稍大者為
0.8~1mm
，極容易堵塞，只適用于凈化無塵氣體。細管型儀表還有
一種帶有調節單元和控制閥等組成一體的熱式質量流量控制器，結構如圖
4
所示。
1.2
基于金氏定律的浸入型
TMF
金氏定律的熱絲熱散失率表述各參量間關系，如式
2
所示。
（
2
）
式中
H/L -------
單位長度熱散失率，
J/m•h;ΔT
--------
熱絲高于自由流束的平均升高溫度，
K
；
λ
--------
流體的熱導率，
J/h•m•K;cV
---------
定容比熱容，
J/kg•k;ρ
---------
密度，
kg/m
3
;
U---------
流體的流速，
m/h;d--------
熱絲直徑，
m.
如圖
5
所示，兩溫度傳感器（熱電阻）分別置于氣流中兩金屬細管內，一熱電阻測
得氣流溫度
T
；另一細管經功率恒定的電熱加熱，其溫度
Tv
高于氣流溫度，氣體靜止時
Tv
zui高，隨著質量流速
ρU
增加，氣流帶走更多熱量，溫度下降，測得溫度差
ΔT=Tv
-T.
這種
方法稱作
“
溫度差測量法
”
或
“
溫度測量法
”
。
消耗功率
P
和溫度差
ΔT
如式
3
所示比列關系，式中
B, C, K
均為常數，
K
在
?~?
之
間。從式
2
便可算出質量流速，乘上點流速于管道平均流速間系數和流通面積的質量流量
qm
，再將式
3
變換成式
4
。
（
3
）
（
4
）
式
4
中
E
是與所測氣體物性如熱導率、比熱容、粘度等有關的系數，如果氣體成分和物性
恒定則視為常數。
D
則是與實際流動有關的常數。
若保持
ΔT
恒定，控制加熱功率隨著流量增加而增加功率，這種方法稱作
“
功率消耗
測量法
