针对我国低产液水平井及大斜度井日产液量普遍低于10m³/d，导致传统涡轮流量计因启动排量高而无法适用，且恒功率热式流量计存在响应速度慢、温度场易受干扰等工程难题，本文基于热式流量传感技术的强迫对流换热机制，创新研制了一种由分段PID策略驱动的阵列恒温差热式流量计。在测量原理与系统设计方面，仪器采用恒温差法（Constant-Temperature Difference），即通过动态调节加热功率维持测速探测器与测温探测器之间的温差恒定，利用流体带走热量与功率的对应关系反演流速。硬件结构上，设计了独特的阵列式检测探头：上游部署1个测温传感器用于感知环境温度，下游呈四散状均布6个测速传感器，以有效区分并捕捉井筒截面上的流体流速差异信息。核心元件选用高精度Pt1000铂电阻作为温度传感器，配合阻值受温度影响极小的0Cr21Al6电热合金作为加热器，有效减小了温漂对测量结果的误差影响。在控制算法方面，鉴于被控对象存在非线性强及难以精确建模的特性，本文提出了分段PID控制策略。该算法根据系统实时偏差量级将控制过程科学划分为不同阶段，并自适应调整比例、积分、微分参数。该策略在保证系统快速响应流体动态变化的同时，有效抑制了超调现象，确保了恒温差控制的稳态精度，克服了传统方法响应滞后的缺陷。通过构建包含标准流量计与模拟井筒的实验平台进行了系统化验证。结果表明，该流量计在0～60m³/d量程内运行稳定，输出加热功率与流量呈现明确的非线性对应关系。特别是在0～15m³/d的低流量区间，仪器展现出极高的灵敏度，经测试具备1m³/d的流量分辨能力，相邻流量点信号区分显著且无重叠。该研究成果有效解决了低产液油井流量测不出、测不准的难题，为非常规油气藏的动态监测提供了可靠的技术方案。

热式流量计；强迫对流换热；恒温差；分段PID；低产液