氢燃料电池测试中常用的流量计有哪些

氢燃料电池实际测试中，气体的流量经常受工作压力、温度、粘度等影响，为精确计量，需要测量气体质量流量。目前氢燃料电池测试常用可直接测出质量流量的流量计，按使用场景和工作原理多为差压式流量计、热式流量计和科式流量计。

1、差压式气体流量计

差压式流量计是一种历史悠久且精确度很高、至今广泛应用的流量计，通过流经通道内流体的压降来确定流量。差压式流量计本体为突然变径的节流体，当被测流体流经节流体时，流体会因突然变径形成局部收缩，流速变大，依据能量守恒定律，动能增大，静压力会减小，通过的流体流量越大，两侧压差也越大，该压差与流体流量的平方成正比。

以背靠管式差压气体流量计为例，这是一种新型流量计，主要解决低流速下的气体流量测量精度低的问题。结构是在管道上插入节流体，该节流体的迎风取压孔正对气流方向，背风取压孔背向气流方向。在气体的流动作用力下，气流会在迎风取压孔和背风取压孔处分别产生正向和负向的压强，压差传感器采集节流体内部的2个导压管的压强差，通过公式计算出流经的气体质量流量。背靠管式差压流量计的这种背向节流体结构，使低流速气体也能产生较大的压差，因此适合测量低流速气体，测量精度相对较高。

2、热式流量计

热扩散式流量计是一种高精度、高可靠性且应用广泛的流量计。典型传感元件为2个RTD热电阻：RTD1为温度传感器，测量气体温度T1；RTD2为速度传感器，在气体原本温度的基础上进一步加热至温度T2，形成恒温差ΔT。但气体流过RTD2时会带走热量，为保持ΔT恒定，需要继续加热，气体流速越大，扩散的热量越多，因此，加热的电功率与气体流量成正比。

3、科式流量计

科氏流量计是流体通过振动管时，产生科里奥利力，研究与实践证明，该力与质量流量成正比，据此测出流体的质量流量，因此，该流量的测量原理几乎不受气体粘度、状态、温度等外界条件影响。科氏流量计一般由传感器和变送器组成，传感器主要包括激振器和拾振器，检测扭矩振动力，变送器则将传感器信号转变为质量流量、密度温度等标准信号输出。

以上为科式流量计的计算原理，但在实际应用中，是以管道振动力代替旋转惯性力。科式流量计以其高精度、宽量程、低压损和长寿命等优点，被广泛应用在各领域，也是氢燃料电池测量首选的流量计。
 

　　审核编辑：汤梓红