热式质量流量计的工作原理

热式质量流量计的工作原理基于金氏定律（英文名称：King’s Law)。利用外部热源对管道内被测量的气体进行加热，热能随着气体一起流动，通过测量管道内因气体流动而产生的热量变化，即：气体通过管路前后的温度变化，来计算气体的质量流量。另一种方法是通过测量加热气体时气体温度上升到某一点所需要的能量和气体质量之间的关系来计算得到气体的质量流量。

热式质量流量计内的传感器通常由两个基准级热电阻组成，一个是速度传感器，另一个是测量气体温度变化的温度传感器。当这两个热电阻被置于管道内被测气体中时，其中速度传感器被加热，另一个温度传感器则用于测量气体的温度。随着气体的流量增大，带走的热量就上升，那么温度传感器自身的温度就会下降。而温度传感器前后的温度变化值与通过该管路内的气体的质量流量恰恰是成线性比例的，由此工作原理则可推算出气体的质量流量。

计算公式：P/△T = A+B(Qm)k

其中，P为消耗功率，△T为气体经过管路前后的温度差，A和B为反应气体属性的物理常数，Qm为质量流量，K是指数系数。

再说的详细一点，热式质量流量计的工作原理还分为恒温差测量法和恒功率测量法。

热式质量流量计恒功率测量法的工作原理：

与上述相反，是在保持加热功率不变的状态下，通过测量气体经过管路前后的温度差来计算质量流量。

热式质量流量计恒温差测量法的工作原理：

顾名思义，就是在保持温度差不变的情况下，通过测量加热功率的变化来计算气体的质量流量。该工作原理相对于恒功率测量法来说，优点在于测量气体质量流量的响应速度较快，线性度较好，可达100：1。

热式质量流量计按照结构不同，分为毛细管热式质量流量计和MEMS热式质量流量计。

毛细管热式质量流量计工作原理
所谓毛细管热式质量流量计，顾名思义，其工作原理就是从气体通过的主通道内分流一波极小的气体流量出来，通过测量这一小部分气体的质量流量推算出通过主通道内的所有气体的质量流量的总和。加热器和测温元件通常吵扰在毛细管管壁外部，而被侧气体由毛细管管道内部通过。即：缠绕了电阻丝的热电偶。质量流量计通电后电阻丝开始加热，通过线圈外的绝缘层、管道壁将热量传递至通过毛细管的气体，那么通过毛细管的气体的前后温度即发生了变化，而气体的质量流量的值正是与这个温度变化成正比，用楼上提到的的金氏定律P/△T = A+B(Qm)k就可以算出气体的质量流量。

热式质量流量计是目前市面上主流、见得最多的质量流量计。从毛细管热式质量流量计的工作原理不难看出，这类质量流量计通常有以下特点：

1. 因为热式质量流量计的工作原理是基于温度，所以热式质量流量计可以承受高压。
2. 测量响应速度比较偏慢，开机后通常需要预热一段时间才能工作并到达规定的精度。所以在热式质量流量计的参数表上通常会看见预热时间这个数值。
3. 因为热式质量流量计的工作原理是基于气体的传热能力，也就是气体的比热容，所以一个热式质量流量计只能测量一种气体。现在也有一些热式质量流量计品牌的某一些高端系列可以支持多于一种的气体，但其实只是对于一些常用的惰性气体，热式质量流量计的厂家通常都有积累了很多年的经验值，也就是乘以个系数换算一下，如果对测量精度要求不是很高的话，也可以将就用。或者说一些被测气体的工况温度和压力变化波动不大，所以气体比热容的变化被视忽略不计。但本质上来讲，热式质量流量计的工作原理将其限制为只能测量单一气体的质量流量。
4. 热式质量流量计的毛细管是一根管径长度与管道内劲比值很大的的部件，比较容易在管壁上沉积垢层或被异物堵塞，毛细管与气体主通道之间是一体式设计，是不可拆卸的部件，万一有异物堵塞则无法正常工作且不能维修，只能换新。
5. 不过也正是因为毛细管与气体主通道之间的一体式设计，热式质量流量计的密封性比其它工作原理的质量流量计较好，可测量强腐蚀性气体的质量流量。这也就是为什么在半导体行业的蚀刻应用比较常见的都是热式工作原理的质量流量计。

直通式热式质量流量计工作原理

直通式热式质量流量计的工作原理与上面毛细管热式质量流量计其实有些似，只是没有旁路结构，将流量传感器直接置于管路中测量通过该管道内气体的质量流量。用于直通式热式质量流量计中的流量传感器其实是一块很小的芯片，贴于管道内壁上，所以直通式热式质量流量计也称为热贴片式质量流量计，另外还有个高大上的名字叫做MEMS质量流量计，MEMS=Micro-Electro-Mechanical System。

从毛细管热式质量流量计和直通式热式质量流量计的工作原理可以看出，直通式热式质量流量计的测量精度相对逊色一些，通常用于对精度要求不是很严苛的应用，比如石化行业等。优点是体积娇小，方便工业集成，比较常见的MEMS质量流量计是瑞士的Axitris。

差压式质量流量计的工作原理
差压式质量流量计的工作原理就是测量管路中两点之间的压力差，楼上说的用层流片工作原理测量的那家叫Alicat，这家最大的特色就是气体随便切换，但缺点是承受不了高压。

其实还有一种差压式质量流量计，进口的，差不多的工作原理，利用文丘里管结构使气体做层流运动。