氫燃料電池實(shí)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(jì)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(jì)，按使用場景和工作原理多為差壓式流量計(jì)、熱式流量計(jì)和科式流量計(jì)。
1、差壓式氣體流量計(jì)
差壓式流量計(jì)是一種歷史悠久且精確度很高、至今廣泛應(yīng)用的流量計(jì)，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(jì)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(shí)，流體會(huì)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(dòng)能增大，靜壓力會(huì)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(jì)為例，這是一種新型流量計(jì)，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(duì)氣流方向，背風(fēng)取壓孔背向氣流方向。在氣體的流動(dòng)作用力下，氣流會(huì)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(gè)導(dǎo)壓管的壓強(qiáng)差，通過公式計(jì)算出流經(jīng)的氣體質(zhì)量流量。背靠管式差壓流量計(jì)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(duì)較高。
2、熱式流量計(jì)
熱擴(kuò)散式流量計(jì)是一種高精度、高可靠性且應(yīng)用廣泛的流量計(jì)。典型傳感元件為2個(gè)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(shí)會(huì)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(jì)
科氏流量計(jì)是流體通過振動(dòng)管時(shí)，產(chǎn)生科里奧利力，研究與實(shí)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?jì)一般由傳感器和變送器組成，傳感器主要包括激振器和拾振器，檢測扭矩振動(dòng)力，變送器則將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量流量、密度溫度等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。
以上為科式流量計(jì)的計(jì)算原理，但在實(shí)際應(yīng)用中，是以管道振動(dòng)力代替旋轉(zhuǎn)慣性力。科式流量計(jì)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(jì)。
