氫燃料電池實際測試中，氣體的流量經(jīng)常受工作壓力、溫度、粘度等影響，為精確計量，需要測量氣體質(zhì)量流量。目前氫燃料電池測試常用可直接測出質(zhì)量流量的流量計，按使用場景和工作原理多為差壓式流量計、熱式流量計和科式流量計。
1、差壓式氣體流量計
差壓式流量計是一種歷史悠久且精確度很高、至今廣泛應(yīng)用的流量計，通過流經(jīng)通道內(nèi)流體的壓降來確定流量。差壓式流量計本體為突然變徑的節(jié)流體，當(dāng)被測流體流經(jīng)節(jié)流體時，流體會因突然變徑形成局部收縮，流速變大，依據(jù)能量守恒定律，動能增大，靜壓力會減小，通過的流體流量越大，兩側(cè)壓差也越大，該壓差與流體流量的平方成正比。
以背靠管式差壓氣體流量計為例，這是一種新型流量計，主要解決低流速下的氣體流量測量精度低的問題。結(jié)構(gòu)是在管道上插入節(jié)流體，該節(jié)流體的迎風(fēng)取壓孔正對氣流方向，背風(fēng)取壓孔背向氣流方向。在氣體的流動作用力下，氣流會在迎風(fēng)取壓孔和背風(fēng)取壓孔處分別產(chǎn)生正向和負(fù)向的壓強(qiáng)，壓差傳感器采集節(jié)流體內(nèi)部的2個導(dǎo)壓管的壓強(qiáng)差，通過公式計算出流經(jīng)的氣體質(zhì)量流量。背靠管式差壓流量計的這種背向節(jié)流體結(jié)構(gòu)，使低流速氣體也能產(chǎn)生較大的壓差，因此適合測量低流速氣體，測量精度相對較高。
2、熱式流量計
熱擴(kuò)散式流量計是一種高精度、高可靠性且應(yīng)用廣泛的流量計。典型傳感元件為2個RTD熱電阻：RTD1為溫度傳感器，測量氣體溫度T1；RTD2為速度傳感器，在氣體原本溫度的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加熱至溫度T2，形成恒溫差ΔT。但氣體流過RTD2時會帶走熱量，為保持ΔT恒定，需要繼續(xù)加熱，氣體流速越大，擴(kuò)散的熱量越多，因此，加熱的電功率與氣體流量成正比。
3、科式流量計
科氏流量計是流體通過振動管時，產(chǎn)生科里奧利力，研究與實踐證明，該力與質(zhì)量流量成正比，據(jù)此測出流體的質(zhì)量流量，因此，該流量的測量原理幾乎不受氣體粘度、狀態(tài)、溫度等外界條件影響?？剖狭髁坑嬕话阌蓚鞲衅骱妥兯推鹘M成，傳感器主要包括激振器和拾振器，檢測扭矩振動力，變送器則將傳感器信號轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量流量、密度溫度等標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。
以上為科式流量計的計算原理，但在實際應(yīng)用中，是以管道振動力代替旋轉(zhuǎn)慣性力。科式流量計以其高精度、寬量程、低壓損和長壽命等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各領(lǐng)域，也是氫燃料電池測量首選的流量計。
