浅析热式气体质量流量计的连接方式

热式气体质量流量计是利用热传导原理测量气体质量流量的仪表，能够实现对气体质量流量高精度测量。热式气体质量流量计分为管段式和插入式两种连接方法，插入式热式气体质量流量计又分为一体型和分体型，其传感器和金属探杆被插入测量管道中。

对于大截面风道的流量测量，一般采用插入式热式气体质量流量计。由于风道尺寸大，热式气体质量流量计金属探杆插入深度较长，且只能固定在风道臂外侧的套管上，形成悬臂结构。因此，在风的作用下，金属探杆会沿着风的流动方向产生摇摆振动，传感器探头在管道内测量点沿振动弧线运动，这将使传感器与气流的相对速度发生变化，进而影响传感器探头的测量精度，同时金属探杆的振动容易使仪表与风道壁安装位置的机械密封结构松弛，失去密封作用；并且由于热式气体质量流量计应用场合复杂，管道直径尺寸和结构并不完全符合理论模型的建立要求，气流模型不稳定，即使管道直径尺寸和结构符合建模要求，但在不同气体流速下，探杆振动情况依然不同。

为解决上述问题，目前已知的传感器探头防振动解决方案为仪表软件补偿，根据管径尺寸和结构，建立相应气体流速理论模型，探杆振动模型，测量探杆振动位置，对仪表振动进行软件补偿。然而这种软件数据处理的方法都是以加大仪表响应时间为代价，仪表的响应时间长，成本高。综上所述，基于理论分析的软件补偿并不能解决全部探杆振动的问题。

本次创新的目的是为了解决现有的热式气体质量流量计探杆会沿着风的流动方向产生摇摆振动从而测量精度的问题。本次创新旨在提供一种能够有效抵抗插入式金属探杆沿气流方向振动，消除气流对悬臂结构的影响，提高测量精度的可抗振动的插入式热式气体质量流量计。

本次创新一种可抗振动的插入式热式气体质量流量计，包括：仪表变送器、探杆和测量头，测量头通过探杆与仪表变送器连接；还包括：钢管，钢管包括悬空段和固定段，固定段用以穿过待安装固定的风道壁，悬空段用以悬空于风道壁的内侧；法兰盘，与钢管的固定段的端部连接，用以与风道壁的外壁固定，探杆依次穿过法兰盘和钢管，测量头伸出钢管的悬空段的端部；锁紧结构，用以将探杆、法兰盘和钢管锁紧固定。

还包括：防震结构，防震结构设置于钢管的内壁中，防震结构包括一对V型弹片，V型弹片对称设置于钢管的内壁中，V型弹片的凸起部位与贯穿于钢管的探杆弹性接触。防震结构设置于靠近钢管的悬空段端部的内壁区域。V型弹片采用金属材质制成。测量头用以将非电信息号的流量转换为电信号通过探杆传送至仪表变送器；仪表变送器用以将电信号进行处理以获取流量数据，并显示流量数据。

法兰盘与钢管采用焊接的方式连接，或法兰盘与钢管为一体式结构。锁紧结构与探杆采用螺纹方式连接。钢管采用不锈钢金属材料制成。法兰盘采用不锈钢金属材料制成。

新型仪表的有益效果为，通过法兰盘将钢管固定于风道壁上，以使插入式热式气体质量流量计与风道壁的安装位置保持机械密封状态；利用锁紧结构将探杆、法兰盘和钢管锁紧固定于风道壁上，可有效抵抗插入式探杆沿气流方向的振动，消除气流对探杆的影响，保证测量头对风道中的气体流量进行测量，同时也提高了插入式热式气体质量流量计与风道壁之间的密封性，防止探杆与法兰盘和风道壁之间的松弛。新型热式气体质量流量计具有结构简单，可靠性强，成本低，抗振动效果明显的优点。