质量流量计是用来干嘛的,其工作原理是怎样的?

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  • 质量流量计泛指可以直接测出质量流量读数的流量计。专指利用科里奥利原理的流量计。 质量流量=密度×流速×流通面积 (m=ρνa ),当式中的密度ρ由流量计自行检测获得时,这种流量计就可以称为质量流量计。 质量流量计可分为直接式和间接式两种: 直接式的工作原理往往和介质的质量(密度)相关,即直接测出与ρν成比例的信号。目前运用较多的直接式质量流量计有:利用科里奥利原理的质量流量计和利用流体与固体的热能交换原理的热式流量计。前者只能用于液体介质测量,后者多用于气体介质测量。 间接式则是在测流速的同时测量介质密度,或者测量介质的温度、压力并通过计算获得介质密度,并由密度、流速和流通面积推导出质量流量。 需要特别指出的是:由于测量过程中,介质密度值获得和计算时,会存在时间不同步,或者运算的非连续性,得到的质量流量只是一段时间的平均值,往往不适用于瞬时流量。所以不是所有以此原理工作的流量计或流量测量系统都可以称质量流量计。利用科里奥利原理的流量计: 在一个转动中的轮盘中,当一个质点从圆心沿着半径向边沿运动时,会产生一个导致圆盘转速下降的力。反之则会产生一个导致圆盘转速上升降的力。这个力的大小和质点的质量以及运动速度有直接关系。最早系统研究这类现象的人叫科里奥利,这个力也被称为科氏力。 将上述现象中的质点运动及轨迹换成管道及其中流动的介质,将将上述现象中的转动限制在很小范围内的来回转动。则根据科里奥利原理可知,当沿管道由圆心向外流动时,会产生一个使来回转动频率下降的力。当沿管道向圆心流动时,会产生一个使来回转动频率上升的力。这个力的大小和介质的密度以及流速大小有直接关系。 制作一个使介质向先下流动,然后再向上使流动的管道,施加一个使管道下方来回震动的,具有固定频率的力,使管道下降段和上升段做来回圆周运动。当管道中介质流动时,由于科氏力的作用,管道下降段和上升段的震动频率与推动管道震动的频率会产生一个相位差。这个相位差与介质的密度、流速、以及管道形状(流通面积)成一定的比例关系,检出这个相位差,可以直接得到质量流量。 根据这个原理工作的流量计,目前都称为质量流量计。利用流体与固体的热能交换原理的流量计:(热式) 在流体中置一发热物体,流体在经过时会带走热量。 当发热物体温度一定时,流经发热物的流体前后温度会有所不同,其温度差与流经发热物的流体质量相关,检测这个温差可测得流量。同样在保持温差一定的情况下,通过检测发热物的温度或加热能量(电流)同样可测得流量。利用这种原理的流量计一般称热量式流量计。 当发热物体被加热的能量一定时,发热物的温度与流经发热物的流体质量相关,同时发热物的电阻率与其所具有的温度相关,检测发热物的温度或者它的电阻值,同样可测得流量。利用这种原理的流量计一般称热导式流量计。 根据这个原理工作的流量计有:热线风速仪,托马斯流量计,边界层流量计
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  • 质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。由于变送器是以单片机为核心的智能仪表,因此可根据上述三个基本量而导出十几种参数供用户使用。质量流量计组态灵活,功能强大,性能价格比高,是新一代流量仪表。  测量管道内质量流量的流量测量仪表。在被测流体处于压力、温度等参数变化很大的条件下,若仅测量体积流量,则会因为流体密度的变化带来很大的测量误差。在容积式和差压式流量计中,被测流体的密度可能变化30%,这会使流量产生30~40%的误差。随着自动化水平的提高,许多生产过程都对流量测量提出了新的要求。化学反应过程是受原料的质量(而不是体积)控制的。蒸气、空气流的加热、冷却效应也是与质量流量成比例的。产品质量的严格控制、精确的成本核算、飞机和导弹的燃料量控制,也都需要精确的质量流量测量。因此质量流量计是一种重要的流量测量仪表。   质量流量计可分为两类:一类是直接式,即直接输出质量流量;另一类为间接式或推导式,如应用超声流量计和密度计组合,对它们的输出再进行乘法运算以得出质量流量。   直接式质量流量计 直接式质量流量计有多种类型,如量热式、角动量式、陀螺式和双叶轮式等。编辑本段质量流量计的主要技术指标  (1) 主要参数:  质量流量精度: ±0.002×流量±零点漂移  密度测量精度: ±0.003g/cm3  密度测量范围: 0.5~1.5g/cm3  温度测量范围: ±1°C  (2) 传感器相关数据:  环境温度: -40~60°C  介质温度: -50~200°C  防爆类型: iBⅡBT3  关联设备: 配套变送器  (3) 变送器相关数据:  工作温度: 0~60°C  相对湿度: 95%以下  电 源: 220±10%VAC,50Hz或24±5%VDC,40W  量热式质量流量计。当流体静止时,热源两端对称放置的温差电偶指示温度相等。流体流动时,上下游产生的温差和质量流量有关。这种仪表适于测量小流量气体,缺点是惰性大,测量值与气体的定压比热有关,测量元件与介质接触,易被沾污和腐蚀。   双孔板差压式质量流量计。在管道A、B处安装两个相同的孔板。在分流管道中装有两个相同的可产生方向相反的恒定体积流量q的定流量泵。两孔板前后压力差△P=P1-P3=4KρQq,与ρ、Q成正比。式中K为常系数,ρ为密度,Q为管道体积流量,ρQ即为质量流量。   双叶轮式质量流量计。在壳体内同轴地安装两个叶片角不等的叶轮,中间用弹簧连成一体。两轮受到的转矩之差,使弹簧扭转角α。 α与质量流量M 和角频率&owega;之积成比例,即α ∝M&owega;。测出角位移 α所需的时间 , 即可测出M 值。测量的方法是:在壳体上装两个电磁检测器,当第一个涡轮产生脉冲时,开始计数。第二个涡轮产生脉冲时,停止计数。根据计数器的标准频率测出时间t,进而求出M 值。   间接式质量流量计 间接式质量流量计有 3种主要型式:速度式流量计与密度计的组合,节流式(或靶式)流量计与容积式流量计的组合,节流式(或靶式)流量计与密度计组合。   还有一种根据流体的工作压力、温度将容积流量计的测量值换算成标准状态下的容积流量。但是,当介质的种类或成分改变时,它不能给出准确的质量流量。严格说来,它不属于质量流量计。   带微型机的质量流量测量仪表又称为质量流量计算机,是一种通用性的新型流量测量仪表。它可以输入流体的密度、流量(涡轮流量计、节流流量计)、比重、温度、压力、热量等信号,输出密度、比重、体积流量、质量流量、质量能量流量等,兼有指示、模拟量输出、打印、越限报警、仪器故障报警等多种功能。
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