北京塞爾瑟斯TF100熱式質量流量計在汽車尾氣檢測中的應用

　  張綱領 （上海比亞迪公司汽車檢測中心）
　　秦素春 （北京塞爾瑟斯儀表科技有限公司，北京，100083）
　　張英輝 （北京塞爾瑟斯儀表科技有限公司，北京，100083）
　　
　　1、引言 
　　隨著汽車數量日益增多，汽車尾氣污染也日益顯露出來，世界各國都對此發布了相關標準，我國根據具體情況也就此問題頒發了限制汽車尾氣排放的相關法令、法規。無論是國內、國外，各汽車廠家都相繼研發了汽車尾氣的檢測設備。這種設備不但具備分析汽車排放尾氣是否符合國家相關標準的功能，而且還具備分析汽車發動機故障的功能，也可以作為檢測汽車各性能的重要工具。下面就上海比亞迪公司研發的具有自主版權的《汽車綜合參數檢測系統》中應用的TF100熱式質量流量計作一介紹。{TodayHot}
　　2、TF100熱式質量流量計的介紹
　　TF100熱式質量流量計是SAISORS（中國）公司針對汽車尾氣測量的專用測量儀表。SAISORS公司在氣體質量測量方面已有將近20年成成功經驗，SAISORS（中國）公司也已在國內成功運做了近三年，在氣體測量方面，有著豐富的經驗。我司在應用《汽車綜合參數檢測系統》項目中，先后采用了國外某種品牌和國內的某種品牌的熱式氣體質量流量計都因實際測量結果和理論數據相差太大應用效果的均不理想。SAISORS（中國）公司生產的TF100產品是針對汽車尾氣專用產品，用此產品后效果比較理想，達到了我們設計精度。實際產品圖片。
　　特點：探桿有標度尺，方便安裝；分體式設計（50米），適合高溫應用；穩定可靠，精度高；高溫、高濕、污氣體場所適合應用；{HotTag}
　　 

分體式結構

　　2.1熱式氣體質量流量計原理
　　探頭有兩個探針，一個是加熱探針，內含高精度PT20電阻；另一個是基準探針，內含高精度PT1000電阻。加熱探針測量風速；基準探針測量風速的溫度。
　　我們知道，熱式質量流量計是基于熱擴散技術的。插入到流體中的探頭，由于受到介質流動速度的影響，受加熱的流量探針的熱量會損失，那么，它的熱量損失與流體的質量流量的關系可用下列數學模型表達：
　　P/△T=A+B（Q）m ------------（1）
　　其中：P表示消耗功率，△T表示兩個探針之間的溫度差，Q表示質量流量，m表示指數系數，A、B是與氣體物理性質有關的常數。 從公式（1）可以看出加熱探頭的功率與溫度差的比值就是流體的質量流量。如果我們把△T保持不變，根據消耗功率與流體的質量流量關系來測量流體的流量，這種方法我們就稱為“恒溫差”法，它的優點就是：在小流量點非常靈敏，最小可以到0.05m/s，而且有很好的線性度；流速響應快，最小可達250ms。量程比寬，一般都大于100：1，但這種原理也有缺點，90m/s以上量程段靈敏度較差，這也取決于傳感器的制作工藝水平。
　　2.2 TF100熱式氣體質量流量計的安裝 
　　TF100分體式熱式氣體質量流量計的安裝非常簡單，按照“前十后五”的原則。我們選用的是DN80管道，在DN80管道上焊個M27X1.5的基座，用帶有探頭的相同規格的鎖緊頭擰在管道的螺紋中。轉接頭固定在設備上相應位置就可以了。
　　3.3 TF100熱式氣體質量流量計的安裝注意事項
　　要保證測量系統的精度要求，除了要求所配接的儀表精度外，正確的安裝也起著一定作用。原則上安裝應遵循傳感器探頭垂直與管道，若現場不允許，傾斜角度不得大于±20°。TF100熱式質量流量計的電流輸出（標準的4~20mA）是有源的。分兩路輸出：一路是流速信號；另一路是介質溫度信號。如果現場干擾大，可配接信號隔離器。一方面起隔離現場的干擾信號，保證后接儀表或計算機系統的穩定；另一方面，也起著把信號從有源到無源的轉換作用，更便于與PLC、采集卡對無源信號的需求。TF100熱式氣體質量流量計的優點是不但可以測量流體流量和溫度，而且還可以輸出控制接點。
　　我們知道：熱式質量流量計是基于熱擴散原理制作的，因而在含高濕、水珠、水蒸氣的場所應用受限制。一般的熱式質量流量計在此方面的應用不理想，而SAILSORS公司的TF100熱式質量流量計在此方面有特點，應用效果比較理想。具體方法是：1）、在上游安裝專利技術的濾網，下游安裝排氣電機組成一個閉環系統，這種濾網壓力損失小，但能濾去水珠。2）、軟件上有對高濕、水蒸氣情況的補償算法及不同組分氣體的補償系數。
　　3、汽車綜合參數檢測系統的解決車方案
　　 

功能框圖

　　主要原理：
　　汽車在不同速度時發動機的排氣量不同、排氣壓力不同、氣體溫度不同，根據此可以推算出汽車的發動機性能情況。根據插入到管路的氣體分析探頭可以分析汽車在不同速度下的排放尾氣，從而判別汽車排放是否符合相關行業標準。其中熱式質量流量計擔負著重要工作，負責排氣量、溫度測量、壓力測量，這些數據也是測量發動機工作能力的重要參數，同時也是廣大汽車維護人員維護時的重要依據。
　　大家知道，尾氣測量比較復雜，它的成分測量、排氣量測量對發動機及整機性能至關重要，因而要保證系統的準確度3%，就得保證系統各功能的準確度。通過我們實際測試，達到了我們最初的設計精度。
　　TF100熱式氣體質量流量計實際測試曲線如圖系列1
　　 

實際測試曲線圖

　　4.結束語
　　SAILSORS公司的TF100熱式氣體質量流量計的高可靠性和重復性，以及現場的免維護性，諸多優點使該產品在汽車尾氣測量系統中發揮的作用日益明顯。它不但適用在汽車制造廠，也同樣適用在機動車檢測部門和汽車修理行業，為汽車尾氣質量達標提供了重要保證。
　　SAILSORS公司一直致力于熱式質量流量計的開發和研究，深刻的了解了其在各行各業的應用。同時也更致力于以先進的技術，優質的服務，準確的系統解決方案服務于中國企業。