熱式質(zhì)量流量計(jì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TME）是利用傳熱原理,，即流動(dòng)中的流體與熱源（流體中加熱的物體或測(cè)量管外加熱體）之間熱量交換關(guān)系來(lái)測(cè)量流量的儀表,，過(guò)去我國(guó)習(xí)稱(chēng)量熱式流量計(jì),。當(dāng)前主要用于測(cè)量氣體,。
德國(guó)E+H熱式質(zhì)量流量計(jì)原理和結(jié)構(gòu)
熱式流量?jī)x表用得zui多有兩類(lèi),，即
1）利用流動(dòng)流體傳遞熱量改變測(cè)量管壁溫度分布的熱傳導(dǎo)分布效應(yīng)的熱分布式流量計(jì)
2）利用熱消散（冷卻）效應(yīng)的金氏定律（King s Iaw）TMF。又由于結(jié)構(gòu)上檢測(cè)元件伸入測(cè)量管內(nèi),，也稱(chēng)浸入型（immersion type ）或侵入型（intrusion type）,。有些在使用時(shí)從管外插入工藝管內(nèi)的儀表稱(chēng)作插入式（insertion type）。
熱分布式TMF的工作原理如圖1所示,，薄壁測(cè)量管3外壁繞著兩組兼作加熱器和檢測(cè)元件的繞組2,，組成惠斯登電橋，由恒流電源5供給恒定熱量,，通過(guò)線(xiàn)圈絕緣層,、管壁、流體邊界層傳導(dǎo)熱量給管內(nèi)流體,。邊界層內(nèi)熱的傳遞可以看作熱傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)的,。在流量為零時(shí)，測(cè)量管上的溫度分布如圖下部虛線(xiàn)所示,，相對(duì)于測(cè)量管中心的上下游是對(duì)稱(chēng)的,，由線(xiàn)圈和電阻組成的電橋處于平衡狀態(tài)；當(dāng)流體流動(dòng)時(shí),，流體將上游的部分熱量帶給下游,，導(dǎo)致溫度分布變化如實(shí)線(xiàn)所示，由電橋測(cè)出兩組線(xiàn)圈電阻值的變化,，求得兩組線(xiàn)圈平均溫度差ΔT,。便可按下式導(dǎo)出質(zhì)量流量qm，即
式中 cp -------被測(cè)氣體的定壓比熱容,；
          A  -------測(cè)量管繞組（即加熱系統(tǒng)）與周?chē)h(huán)境熱交換系統(tǒng)之間的熱傳導(dǎo)系數(shù),；
          K  -------儀表常數(shù)。
在總的熱傳導(dǎo)系數(shù)A中,，因測(cè)量管壁很薄且具有相對(duì)較高熱導(dǎo)率,，儀表制成后其值不變，因此A的變化可簡(jiǎn)化認(rèn)為主要是流體邊界層熱導(dǎo)率的變化,。當(dāng)使用于某一特定范圍的流體時(shí)，則A,、cp均視為常量,，則質(zhì)量流量?jī)H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(cè)量范圍,，儀表出口處流體不帶走熱量，或者說(shuō)帶走熱量極微,；超過(guò)a點(diǎn)流量增大到有部分熱量被帶走而呈現(xiàn)非線(xiàn)性,，流量超過(guò)b點(diǎn)則大量熱量被帶走,。
   測(cè)量管加熱方式大部分產(chǎn)品采用兩繞組或三繞組線(xiàn)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(cè)量管形狀有直管形，還有∏字形結(jié)構(gòu),，三繞組中一組在中間加熱,，兩組分繞兩臂測(cè)量溫度。
測(cè)量管加熱和檢測(cè)方式
方    式
感應(yīng)加熱熱電偶   
兩繞組電阻絲
三繞組電阻絲
德國(guó)E+H熱式質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)
檢測(cè)元件
熱電偶
熱電阻絲
熱電阻絲
加熱方式
測(cè)量管焦耳熱
自己加熱
中間繞組加熱
為了獲得良好的線(xiàn)形輸出,，必須保持層流流動(dòng),，測(cè)量管內(nèi)徑D設(shè)計(jì)得很小而長(zhǎng)度L很長(zhǎng)，即有很大L/D比值,，流速低,，流量小。為擴(kuò)大儀表流量,，還可采用在管道內(nèi)裝管束等層流阻流件,；擴(kuò)大更大流量和口徑還常采用分流方式，在主管道內(nèi)裝層流阻流件（見(jiàn)圖3）以恒定比值分流部分流體到流量傳感部件,。有些型號(hào)儀表也有用文丘里噴嘴等代替層流阻流件,。
    市場(chǎng)上熱分布式TMF按測(cè)量管內(nèi)徑分為細(xì)管型（也有稱(chēng)毛細(xì)管型）和小型兩大類(lèi)，結(jié)構(gòu)上有較大區(qū)別,。小型測(cè)量管儀表只有直管型,，內(nèi)徑為4mm；細(xì)管型測(cè)量管內(nèi)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(wú)塵氣體,。細(xì)管型儀表還有一種帶有調(diào)節(jié)單元和控制閥等組成一體的熱式質(zhì)量流量控制器,，結(jié)構(gòu)如圖4所示。
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(guān)系,，如式2所示,。
式中 H/L -------單位長(zhǎng)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(dǎo)率，J/h•m•K;
cV---------定容比熱容,，J/kg•k;
ρ---------密度,，kg/m3;
U---------流體的流速，m/h;
d--------熱絲直徑,，m.
兩溫度傳感器（熱電阻）分別置于氣流中兩金屬細(xì)管內(nèi),，一熱電阻測(cè)得氣流溫度T,；另一細(xì)管經(jīng)功率恒定的電熱加熱，其溫度Tv高于氣流溫度,，氣體靜止時(shí)Tvzui高,，隨著質(zhì)量流速ρU增加，氣流帶走更多熱量,，溫度下降,，測(cè)得溫度差ΔT=Tv-T.這種方法稱(chēng)作“溫度差測(cè)量法”或“溫度測(cè)量法”。
消耗功率P和溫度差ΔT如式3所示比列關(guān)系,，式中B, C, K均為常數(shù),，K在 ~ 之間。從式2便可算出質(zhì)量流速,，乘上點(diǎn)流速于管道平均流速間系數(shù)和流通面積的質(zhì)量流量qm
優(yōu)點(diǎn)
熱分布式TMF可測(cè)量低流速（氣體0.02~2m/s）微小流量,；浸入式TMF可測(cè)量低~中偏高流速(氣體2~60m/s)，插入式TMF更適合于大管徑,。
    TMF無(wú)活動(dòng)部件,，無(wú)分流管的熱分布式儀表無(wú)阻流件，壓力損失很??；帶分流管的熱分布式儀表和浸入性?xún)x表，雖在測(cè)量管道中置有阻流件,，但壓力損失也不大,。
    TMF使用性能相對(duì)可靠。與推導(dǎo)式質(zhì)量流量?jī)x表相比,，不需溫度傳感器,，壓力傳感器和計(jì)算單元等，僅有流量傳感器,，組成簡(jiǎn)單,，出現(xiàn)故障概率小。
    熱分布式儀表用于H2 ,、N2 ,、O2、CO ,、NO等接近理想氣體的雙原子氣體,，不*這些氣體專(zhuān)門(mén)標(biāo)定，直接就用空氣標(biāo)定的儀表,，實(shí)驗(yàn)證明差別僅2%左右；用于Ar,、He等單原子氣體則乘系數(shù)1.4即可,；用于其他氣體可用比熱容換算,，但偏差可能稍大些。
     氣體的比熱容會(huì)隨著壓力溫度而變,，但在所使用的溫度壓力附近不大的變化可視為常數(shù),。
缺點(diǎn)
熱式質(zhì)量流量計(jì)響應(yīng)慢。
    被測(cè)量氣體組分變化較大的場(chǎng)所,，因cp值和熱導(dǎo)率變化,，測(cè)量值會(huì)有較大變化而產(chǎn)生誤差。
    對(duì)小流量而言,，儀表會(huì)給被測(cè)氣體帶來(lái)相當(dāng)熱量,。
    對(duì)于熱分布式TMF，被測(cè)氣體若在管壁沉積垢層影響測(cè)量值,，必須定期清洗,；對(duì)細(xì)管型儀表更有易堵塞的缺點(diǎn)，一般情況下不能使用,。
    對(duì)脈動(dòng)流在使用上將受到限制。
    液體用TMF對(duì)于粘性液體在使用上亦受到限制,。