电磁流量计与涡街流量计
一、概述
1. 流量概念
一般所讲的流量大小，是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。而在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值，称为总量（累计流量）。
流量和总量,可以用质量表示，也可以用体积表示.以质量表示的称为质量流量用符号M 表示;以体积表示的称为体积流量，用符号Q 表示.
若流体的密度为ρ,则体积流量与质量流量之间的关系是：
质量流量（M)=体积流量（Q ）×密度（ρ），体积流量量（Q ）=
)
((M)
ρ密度质量流量
流量的单位：体积流量单位常用m 3/h 、L/h 、m 3/s ，质量流量单位常用T/h 、kg/h
体积总量单位常用m 3，质量总量常用T 。
就是满足精度的情况下最大流量和最小流量的比值。
2. 流量计分类
测量流体流量的仪表叫流量计,流量计有很多的分类方法，我们仅举一种大致的分类方法，如下：
1．速度式流量计：以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。如:涡轮流量计、旋涡流量计、电磁流量计、旋翼水表、差压式流量计、堰式流量计等。
2．容积流量计:以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表.如：椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、刮板流量计、活塞流量计等。
3．质量流量计：以测量流过的质量为依据的流量计。如：惯性力式质量流量计、补偿式质量流量计等。
二、电磁流量计
1．电磁流量计原理：
根据电磁感应定律可知,导体在磁场中运动而切割磁力线时，导体中便有感应电势产生。当导电液体流过电磁流量计时,
即相当于运动中的导体，流体流动的方向与电磁场方向垂直,切割磁力线时会产生感应电动势,其感应电动势与流体流速、磁感应强度、流量计内径成正比。该感应电动势由流量计管壁上的一对电极检测到，通过运算就可得到流量。
感应电动势方程为:E=D×V×B
其中:E—感应电动势；D—测量管内径；V—流速；B-磁感应强度。
由于磁感应强度B和测量管内径D是常数,因此感应电动势与平均流速成正比. 2．电磁流量计的铭牌参数
⑴衬里：
是指流量计测量管所用衬里材质。
⑵电极：
是指流量计测量感应电动势所用电极的材质。
⑶励磁频率
是指流量计采用的恒定电流方波激磁方式产生磁场的方波频率.
⑷K系数
把变送器在实际标定时求出的恒定电流的数值作为变送器的定值系数，并标记
在变送器的铭牌上。例如，在实流标定时，当流速为1m/s，输出感应电动势为
1mV时,得出恒定激磁电流为某一值，就作为这台变送器的定值系数。
⑸DN
公称直径,是指仪表标称通径。
⑹PN
公称压力，是指设计时决定的仪表可承受的最大工作压力。
⑺Tmax
是指流量计能够正常使用的最高温度。一般在70℃左右。
3．电磁流量计的选型
电磁流量计具有压损小、精度高、可测多相流、安装要求低等特点，对电磁流量计的选型要注意以下几点：
⑴被测介质电导率的要求
注意被测介质电导率，最低电导率＞5μS/cm。
根据使用经验,实际应用的液体电导率最好要比仪表制造厂家规定的阈值至少大一个数量级.因为它的下限值是在各种使用条件较好的状态下可测量的最低值,是受到一些使用条件限制的。如电导率的均匀性、连接信号线、外界噪声等都会影响到流量计的测量。
若干液体在20℃时的电导率如下表：
⑵衬里及电极材料的选择
测量各种腐蚀性介质的流量时，应根据被测介质的腐蚀性、磨损性、温度等性质,查阅有关防腐手册，合理选用流量计的衬里材料及电极材料.
·常用衬里材料的性能及其适用范围（供参考)
●概述 流体的体积是流体温度和压力的函数，是一个因变量，而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述，常用的流量计中，如孔板流量计、层流质量流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求，通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后，通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法，中间环节多，质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展，相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置，从而推动了流量测量技术的进步。 ●原理介绍 流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里奥利在1832年研究轮机时发现的，简称科氏力。在1977年由美国高准(Micro Motion)公司的创始人根据此原理研发出世界上第一台可以实际使用的质量流量计。质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的流量管，中部装有驱动线圈，两端装有检测线圈，变送器提供的激励电压加
到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两端的检测线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号的相位差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出流经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时，振管的主振频率不同，据此解算出介质密度。安装在传感器器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度。 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。因此质量流量计是一种重要的流量测量仪表。 质量流量计是采用感热式测量，通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量，因为是用感热式测量，所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域将得到更加广泛的应用，相信将在推动流量测量上显示出巨大的潜力。质量流量计是不能控制流量的，它只能检测液体或者气体的质量流量，通过模拟电压、电流或者串行通讯输出流量值。但是，质量流量控制器，是可以检测同时又可以进行控制的仪表。
嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程 质量流量计技术规范书 1.总则 1.1本规范书对嘉峪关宏晟电热有限责任公司二期工程2X300MW机组质量流量计提出了技术和数量方面的要求。 1.2本规范书提出的是最低限度的要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标商应保证提供符合本规范书和有关
工业标准的优质产品。 1.3如果卖方的报价与本规范书的差异，投标商应以书面形式提出，并对每一点都作详细说明，如卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，那么买方认为卖方提供的产品完全满足本规范书的要求。 2.技术要求 2.1所投标的质量流量计应符合国家有关技术标准及规范。 2.2在电厂相同机组有良好运行业绩。 2.3要求配供的质量流量计为一体化产品。配供不锈钢反法兰、专用电缆、专用工具等全套附件。 2.4环境条件 ·使用的环境温度：-40℃～+40℃ ·使用的环境相对湿度：0~95% 2.5精度：不低于0.15级 2.6电源：220V AC±10% 3.供货范围 质量流量计数量﹑规格﹑型号见附表。 特别说明：针对本次工程，供方有责任根据电厂实际，对所供设备的规格，型号，容量，配置，安装接口等进行逐一落实，并根据具体情况对不恰当之处提出修改意见．如现场安装，调试过程中发现仍有问题，应无条件配合进行修改以及设备的调换． 配供不锈钢反法兰、专用电缆等全套附件 4.服务及质量保证 4.1供方应负责对需方人员进行技术培训,并对业主方提供相关的技术资料及使用说明书等。 4.2根据业主要求，供方派人参加现场开箱验货。 4.3供方应对质量流量计的现场安装进行指导并及时处理出现的问题。 4.4质保期为到货后一年半或机组投产后一年。
科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性 中国计量研究院流量室李旭 一、工作原理 如图一所示，截取一根支管，流体在其内以速度V从A流向B，将此管置于以角速度ω旋转的系统中。设旋转轴为X，与管的交点为O，由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度ω运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上，在O点两边方向相反，大小相同，为： δFc ＝ 2ωVδm 因此，直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所产生的科氏力就可以测得质量流量。这就是科里奥利质量流量计的基本原理。 图1 科里奥利力的形成图2 早期科氏力质量流量计 二、结构 早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。 在商品化产品设计中，通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均采用使测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用，并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。 我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测
量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Ω形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。 1． S形测量管质量流量计 如图3所示，这种流量计的测量系统由两根平行的S形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。 图3 S形质量流量计结构 这种质量流量计的工作原理及工作过程，如图4所示。 图4 无流动时位移传感器的输出 当测量管中流体不流动时，两根测量管在驱动力作用下（作用在每根管子上的力大小相等、方向相反）作对称的等振幅运动。由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大，到两端逐渐减为零。这时在两个传感器上测得的相位如图4B 所示，由图中可以看出，两传感器测得的相位差为零。当测量管内流体以速度V 流动时，流体中任意值点的流速，可认为是两个分流速的合成：水平方向Vx及垂直方向Vy（与振动方向相同）。在恒定流条件下，流体沿水平方向的流速Vx 保持恒定。从图5中可以看出，管子的进、出口处振幅为零，流体质点垂直移动 速度Vx为零；
质量流量计工作原理的学习 质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，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。质量流量计是一种重要的流量测量仪表。质量流量计是采用感热式测量。 流体的体积是流体温度和压力的函数，它是一个因变量，而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述，常用的流量计中，如孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求，通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后，通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法，中间环节多，质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展，相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置，从而推动了流量测量技术的进步。 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P ?正比于2 qρ，如图1所示，密度计 v 连续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为
标 题： 科里奥利质量流量计工作原理和基本结构 说明：众所周知，当一个位于旋转系内的质点作朝向或者离开旋转中心的运动时，将产生一惯性力。如 图6-1所示，当质量为(δm的质点以匀速u在一个围绕旋转轴P以角速度ω旋转的管道内轴向移动时，这个质点将获得两个加速度分量： (1)法向加速度a r （向心加速度)，其值等于ω2r，方向指向P轴。 (2)切向加速度a t (科里奥利加速度)，其值等于2ωu，方向与a r 垂直，正方向符合右手定则，如图6-1所示。 为了使质点具有科里奥利加速度a t ，需在a t 的方向上加一个大小等于2ωuδm的力，这个力来自 管道壁面。反作用于管道壁面上的力就是流体施加在管道上的科里奥利力F c 。 方向与α t 相反。 从图6-1可以看出，当密度为ρ的流体以恒定流速u沿图6-1所示的旋转管流动时，任一段长度ΔX的管道都将受到一个大小为ΔF e的切向科里奥利力： 式中，A为管道内截面积。由于质量流量q m =ρuA，因此： 基于上式，只要能直接或者间接地测量出在旋转管道中流动的流体作用于管道上的科里奥利力，就可以测得流体通过管道的质量流量。 在过程工业应用中，要使流体通过的管道围绕P轴以角速度ω旋转显然是不切合实际的。这也是早期的质量流量计始终未能走出实验室的根本原因。经过几十年的探索，人们终于发现，使管道
绕P轴以一定频率上下振动，也能使管道受到科里奥利力的作用。而且，当充满流体的管道以等于或接近于其自振频率振动时，维持管道振动所需的驱动力是很小的。从而从根本上解决了CMF 的结构问题。为CMF的迅速商用化打下了基础。 经过近二十年的发展，以科里奥利力为原理而设计的质量流量计已有多种形式。根据检测管的形状来分，大体上可以归纳为四类，即：直管型和弯管型；单管型和多管型(一般为双管型)。 弯管型检测管的仪表管道刚度低，自振频率也低，可以采用较厚的管壁，仪表耐磨、耐腐蚀性能较好，但易存积气体和残渣引起附加误差。直管型仪表不易存积气体，流量传感器尺寸小，重量轻。但自振频率高，为使自振频率不至于太高，往往管壁做得较薄，易受磨损和腐蚀。单管型仪 表不分流，测量管中流量处处相等，对稳定零点有好外，也便于清洗，但易受外界振动的干扰，仅见于早期的产品和一些小口径仪表。双管型仪表由于实现了两管相位差的测量，可降低外界振动干扰的影响。 科氏力质量流量计的性能特点： 与传统的流量测量方式相比，该流量计具体优点有如下几个方面: 直接测量管道内流体的质量流量 测量准确度高、重复性好，可在较大量程比范围内，对流体质量流量实现高准确度直接测量。 计量的准确度高 该流量计的质量流量测量准确度是0.2级；同时，它还能准确地测出流体介质的温度和密度。 工作稳定可靠 流量计管道内部无障碍物和活动部件，因而可靠性高、寿命长、维修量小；使用方便、安全。 适应的流体介质面宽 除一般粘度的均匀流体外，还可测量高粘度、非牛顿型流体；不仅可以测量单一溶液的流体参数，还可以测量混合较均匀的多相流；无论介质是层流还是紊流，都不影响其测量准确度。 广泛的应用领域 可在石油化工、制药、造纸、食品、能源等多种领域实施计量和监控。 防腐性能好 能适用各种常见的腐蚀性流体介质。 多种实时在线测控功能 除质量流量外，还可直接测量流体的密度和温度。智能化的流量变送器，可提供多种参数的显示和控制功能，是一种集多功能为一体的流量测控仪表。 可扩展性好 公司可根据用户需要,专门设计和制造特殊规格型号和特殊功能的质量流量计；还可进行远程监控操作等。 两相分离计量的另一种形式的计量设备由两相分离器、质量流量计和气体流量计组成。质量流量计测量分离出的液量，并计算出其中的含水率，从而测量出油井的油、气、水产量。这种计算装置投资较少、操作简便，在我国油田中获得了较多的应用。 由这一段话可以看出液体和气体的计量是有区别的。 点击下面的文字可以看清楚的。
今天我们就来介绍质量流量计工作原理。 质量流量计工作原理：质量流量计是采用感热式测量，通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量，因为是用感热式测量，所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域将得到更加广泛的应用，相信将在推动流量测量上显示出巨大的潜力。质量流量计是不能控制流量的，它只能检测液体或者气体的质量流量，通过模拟电压、电流或者串行通讯输出流量值。但是，质量流量控制器，是可以检测同时又可以进行控制的仪表。质量流量控制器本身除了测量部分，还带有一个电磁调节阀或者压电阀，这样质量流量控制本身构成一个闭环系统，用于控制流体的质量流量。质量流量控制器的设定值可以通过模拟电压、模拟电流，或者计算机、PLC提供。 质量流量计的工作原理和典型结构 科氏力式质量流量计一般由传感器和信号处理系成，而流量传感器又是一种基于科里奥利力效应的谐振式传感器。这种传感器的敏感元件——振动管，是处于谐振状态的空心金属管，又称测量管。科氏力式质量流量传感器的测量管有各种不同的结构形式，按照传感器测量管的数量可将其分为单管型、双管型和连续管型三种结构。单管型结构简单，不存在分流问题，管路清洗方便。一般地说，它对外来振动比较敏感。双管型结构容易实现相位差的测量，可以较好地克服外来振动的影响，并对提高振动系统的Q值有利。目前大多数产品均采用这种结构。但这种结构同时带来的问题是两测量管中流过的流量不可能做到绝对相等，其中的沉积物和磨蚀也不可能绝对一致，从而引起附加误差。而且在两相流工作状态下，难以作到两测量管中流体分布的均匀一致，以致影响振动系统的稳定性。随着单管型结构中测量管系统的振动不平衡问题的解决，单管型结构仍具有一定的发展前景。连续管型是一种特殊形式的单管．它以环绕两圈的单管结构试图集单、双管型的优点于-身。根据测量管的形状，又可分为直管型和弯管型两大类。直管型一般外形尺寸小且不易于积存气体，但由于其振动系统刚度大，谐振频率高，相位差为微秒级，电信号的处理就比较困难。为了不使谐振频率过高，管壁必须较薄，以致其耐磨及抗腐蚀性能较差。弯管型的振动
质量流量计工作原理 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P qρ，如图1所示，密度计 ?正比于2 v 连续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为 （1-1）靶式流量计的输出信号与2 qρ也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合 v 构成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 图1 节流式流量计与密度计组合 （2）体积流量计与密度计的组合
如图2所示，容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等， q成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘测得的输出信号与流体体积流量 v 法运算，即可求出质量流量为 （1-2）（3）体积流量计与体积流量计的组合 如图3所示，这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于和通过除法运算，即可求出质量流量为 （1-3） 图2体积流量计和密度计组合图3 节流式流量计和其他体积流量计组合除上述几种组合式质量流量计外，在工业上还常采用温度、压力自动补偿式质量流量计。由于流体密度是温度和压力的函数，而连续测量流体的温度和压力要比连续测量流体的密度容易，因此，可以根据已知被测流体密度与温度和压力之间的关系，同时测量流体的体积流量以及温度和压力值，通过运算求得质量流量或自动换算成标准状态下的体积流量。但这种测量方式不适合高压或温度变化范围大的情形，因为在此条件下自动补偿检测出来的温度、压力很困难。 2．直接式质量流量计 直接式质量流量计的输出信号直接反映质量流量，其测量不受流体的温度、压力、密度变化的影响。直接式质量流量计有许多种形式。
孔板流量计培训教程 一、设备用途： 孔板流量计又称为差压式流量计，是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成，广泛应用于石油、化工、天然气、冶金等行业的气体、蒸汽和液体的流量连续测量。具有结构简单，维修方便，性能稳定，使用可靠等特点。 二、工作原理： 当充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差(见下图)，该压力差与流量存在一定的函数关系（Q=K。△P ）。在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以 推导出差压与流量之间的关系而求得流量。 其基本公式如下： c－流出系数无量纲 d－工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D－工作条件下上游管道内径 qm－质量流量Kg/s qv－体积流量m3/s ?－直径比d/D 无量纲 流体的密度Kg/m3 可膨胀性系数无量纲
三、结构： 节流装置的组成：1、节流元件 2、取压装置 3、连接法兰 4、测量管 节流装置的结构如下图所示：（以标准节流孔板为例） 1、法兰 2、导管 3、前环室 4、节流件 5、后环室 6、垫 7、螺栓 8、螺母 四、使用安装的要求： 1、直流件安装在管道中，其前端面必须与管道轴线垂直，允许的
最大不垂直度不得超过±1°。 2、安装在管道中后，其开孔必须与管道同心，其允许的最大 不同心度ε不得超过下列公式计算结果:ε≤0.015D（1/β-1）。 3、垫片不能用太厚的材料，最好不超过0.5mm，垫片不能突 出管壁内否则可能引起很大的测量误差。 4、凡是调节流量用的阀门，应装在节流件后最小值管段长度以 外 5、节流装置在工艺管道上的安装，必须在管道清洗吹扫后。 6 1）被测流体为液体时，为防止气泡进 入到牙关，取压扣应处于工艺管道 中心线下偏≤45°的位置上正负取 压口处于与管道对称位置时，两者 应在同一水平面上（见上图） 2）被测流体为气体时，为防止液体 （冷凝液）进入导压管，取压口应处 工艺管道中心管道上方线上插≤45° 的位置，正负取压口处于与管道对 称位置时，两者应在同一水平线上。 （见右图） α 3）被测流体为蒸汽时，应保证冷凝器 中冷凝液面恒定和正负导压管上的 冷凝面高度一致，正负压口处于与 管道对称位置时，两者应在同一水 平面上（见图7）
质量流量计工作原理精 编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
质量流量计工作原理 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P qρ，如图1所示，密度计连 ?正比于2 v 续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为 （1-1）靶式流量计的输出信号与2 qρ也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合构 v 成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 图1 节流式流量计与密度计组合 （2）体积流量计与密度计的组合 如图2所示，容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等， q成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘法运测得的输出信号与流体体积流量 v 算，即可求出质量流量为 （1-2）（3）体积流量计与体积流量计的组合 如图3所示，这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于和通过除法运算，即可求出质量流量为
科氏质量流量计简述 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院王帅 1.科氏质量流量计的意义 质量流量测量技术发展的重点是质量流量直接式测量方法，以提高测量准确度，实现对各种介质在复杂环境条件下的高准确度、高可靠的测量。在质量流量直接式测量方法中，科里奥利质量流量计已经受到各方面用户的青睐。这是因为它能够高准确度的直接测量管道内流体的质量流量，而且稳定度高，可靠性好，量程比大，又适合应用于高粘度流体。 2.科氏质量流量计的原理 科氏流量计（Coriolis MassFlowmeter,CMF） 是基于科里奥利力的原理而设计的。流体流过测量 管时，如果测量管以某一频率振动，则振动的测量 管相当于一个匀速转动的参考系，由于流体与测量 管具有相对运动，所以会受到科里奥利力的作用， 如图1所示。这个力作用在测量管的两边上方向是 相反的，使测量管发生扭曲，流体的质量流量与这个扭转角是成正比的，因此只要测出这个扭转角，就可以得到流体的质量流量。二次仪表就是通过适当的测量电路和处理方法设计，测得扭转角并由此得出流体质量等参数[1]。 科氏流量计由一次仪表和二次仪表组成，其中一次仪表包括测量管、传感器和激振器，二次仪表则是一次仪表输出信号的处理系统[2] （如图2）。目前市场上科氏流量计的种类很多。 从一次仪表的结构来看，有直管、U形管、S 形管、Ω形管、双梯形管、螺旋形管、Δ形管 等（如图3所示）。每一种形状的测量管又有单 管、双管和多管之分。每一种管形的适用场合、 测量精度及价格水平各不相同。用户可以从安 装环境、清洗方式及对压力损失的要求等方面 作出选择[3] 。 图3科氏质量流量计的部分管型 科里奥利质量流量计具有其它流量计无可比拟的优点[4]： （1）其抗腐蚀、抗污、防爆、耐磨等问题已经满意地得到解决，因此可以测量范围广泛的介质，如油品、化工介质、造纸黑液、浆体、气体、固体颗粒的流体以及高粘度的物体。 （2）管道内无障碍物，无可动部件，故障因素少，便于清洗、维护和保养。 （3）安装简便，各种尺寸的传感器管子的进出口方向可随意调动安装：调整、使用方便，不必配置进出口的直管段。 （4 ）能较容易地测量多相流体。 图2双U 形管的科氏质量流量计原理 图1科氏流量计测量管受力原理图
科里奥利质量流量计 科里奥利质量流量计（简称科氏力流量计）是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。 科氏力流量计结构有多种形式，一般由振动管与转换器组成。振动管（测量管道）是敏感器件，有U 形、Ω形、环形、直管形及螺旋形等几种形状，也有用双管等方式，但基本原理相同。下面以U 形管式的质量流量计为例介绍。 图8 科氏力流量计测量原理 图8所示为U 形管式科氏力流量计的测量原理示意图。U 形管的两个开口端固定，流体由此流入和流出。U 形管顶端装有电磁激振装置，用于驱动U 形管，使其铅垂直于U 形管所在平面的方向以O-O 为轴按固有频率振动。U 形管的振动迫使管中流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，此时流体将受到科氏力的作用，同时流体以反作用力作用于U 形管。由于流体在U 形管两侧的流动方向相反，所以作用于U 形管两侧的科氏力大小相等方向相反，从而使U 形管受到一个力矩的作用，管端绕R —R 轴扭转而产生扭转变形，该变形量的大小与通过流量计的质量流量具有确定的关系。因此，测得这个变形量，即可测得管内流体的质量流量。 设U 形管内流体流速为u ，U 形管的振动可视为绕O-O 为轴的瞬时转动，转动角速度为ω若流体质量为m ，则其上所作用的科氏力为 2F m u ω=? （1-11） 式中，F 、ω、u 均为矢量，ω是按正弦规律变化的。 U 形管所受扭力矩为 112224M Fr F r Fr m ur ω=+== （1-12） 式中12F F F F ===，12r r r ==为U 形管跨度半径。
因为质量流量和流速可分别写为：/m q m t =，/u L t =，式中t 为时间，则上式可写为 4m M rLq ω= （1-13） 设U 型管的扭转弹性模量为s K ，在扭力矩M 作用下，U 型管产生的扭转角为θ。故有 （1-14） 因此，由上两式得 4s m K q rL θω= （1-15） U 型管在振动过程中，θ角是不断变化的，并在管端越过振动中心位置Z-Z 时达到最大。若流量稳定，则此最大θ角是不变的。由于θ角的存在，两直管端1P 、2P 将不能同时越过中心位置Z-Z ，而存在时间差t ?。由于θ角很小，设管端在振动中心位置时的振动速度为p u ，（p u L ω=），则 2sin 2p r r t u L θθω?== （1-16） 从而 （1-17） 将上式代入式（1-15），得 （1-18） 对于确定的流量计，式中的s K 和r 是已知的，故质量流量m q 与时间差t ?成正比。如图8所示，只要在振动中心位置Z-Z 处安装两个光电或磁电位移传感器，测出时间差t ?，即可由式（1-18）求得质量流量。 科氏力流量计能直接测得气体、液体和浆液的质量流量，也可以用于多相流测量，且不受被测介质物理参数的影响。测量精度较高，量程比可达l00：1。
ABB电磁流量计 安装电气连接要求: １、不要将转换器直接暴露在阳光下，不必要场合下需加遮蔽罩。 ２、不要安装在有剧烈振动场合，有必要时在测量管左右两边加支撑件，振动允许程度低于 2.2G即20－50HZ范围内。 ３、注意仪表铭牌上给出的电源电压和频率的要求。４、不要将电源电缆线横跨或迂绕在置换接线盒上。５、保护接地线必须连接到信号转换器接线盒的对应端子上。 传感器在管线上的安装要求: 1、安装地点和位置可按照需要选择。但是，二只电 极的轴线必须大致在水平方向上。 2、传感器可以倾斜或垂直安装。（不管采用何种形 式的安装，都要求测量管内保证充满被测介质，不能有非满管或有气泡聚集在测量管中的现象。 3、流动方向（按传感器上的箭头所指的方向游动正 方向） 4、由于传感器的法兰与外壳之间的距离有限，连接 螺栓应从管道侧穿入。所以，要求与传感器连接的管道法兰处有足够的空间。 5、震动。若管道系统有较强的震动，要求在传感器 二侧的管道上加支撑。 6、若被测介质严重污浊液体或容易在管道上结垢
的液体，最好把传感器安装在旁通管道上，便于清洁。 7、若被测介质海水、原水，在管壁上容易沉积污泥 或生长海生物，因此要求对传感器进行定期清洗。 （周期一般为2年一次） 8、在传感器的上游侧和直管段长度不小于5Ｄ，下 游侧不小于2Ｄ 9、对于测量不同的液体的混合，传感器应安装在混 合点的下游至少30Ｄ处，否则流量计的输出信号可能不稳定。 注意：传感器在安装时必须正确接地。 所使用的接地导线必须不传导任何其他干扰电压。因此，不要把接地线与其他带电的电气设备连在一起。 仪表启动 1、供电前必须按照传感器安装要求进行检查 2、启动前所有参数已有厂方按用户要求设定完毕 3、电源接通后流量计立即进入流量测量过程状态 参数设置： ABB电磁流量计的菜单访问只能应用ABB提供的专门软件或用windows的超级终端功能进行，通过计算机的串行接口，将连接线接到流量计的接口上。 菜单分为： Read 1>读取流量数据等、 Disp 2>设置现实选择、
质量流量计操作手册 仪表位号：109-FT-00002（质量流量计--EMERSON） 仪表型号：1700R12ADFMZZZ 回路描述：氢气自CSPC来 故障描述：DCS只显示瞬时量，不显示累计量; 累积量需要清零; 累计量单位需要由KG改为T； 流量计零点标定； 过程压力偏离标定压力，需进行压力补偿； 流量计送检或更换核心处理器注意事项及操作步骤； 具体步骤如下： 1.DCS只显示瞬时量，不显示累计量故障处理过程 DCS设置的1是瞬时量，4是累计量，质量流量计需要和DCS设置一致，修改步骤如下： HART Application→Detailed Setup(详细设置)→Config Outputs(组态输出)→HART Output(HART 输出)→Variables assignment(变量设置)→ 只要1（质量瞬时流量）与4（质量累计流量）能对上，DCS显示正常；注意：1和3是一致的，1变3则变；1不变，3不可修改 2.累积量清零处理过程：
HART Application→Process Variables(被测变量)→Totalizer Cntrl(累计控制)→Reset Mass Total(复位质量累计器)→SEND 3.累计量单位需要由KG改为T故障处理过程 注意：累计量单位不能直接修改，需要修改瞬时量的单位（由KG/H 修改成T/H）,累计量单位会自动由KG调整成T HART Application→Basic Setup(基本设置)→PV unit(PV单位)→选中T/H→SEND 4.流量计零点标定过程 最好表头标零步骤如下： 手操器标零步骤：HART Application→Diag/Services(诊断/维护)→Calibration(标定)→Auto zero(自动标零) 注意:通介质标零，停介质不能标零，因为停介质时不能保证满管（先
?科氏质量流量计是质量流量直接式测量方法的一种流量测量装置，它能够高准确度的直接测量管道内流体的质量流量,而且稳定度高,可靠性好,量程比大, 又适合应用于高粘度流 体，已经受到各方面用户的青睐，成为目前研究最多、最有前途的直接式质量流量测量仪器。 目录 ?科氏质量流量计的原理 ?科氏质量流量计的结构 ?科氏质量流量计的设计介绍 ?科氏质量流量计的信号处理 ?科氏质量流量计的优点 ?科氏质量流量计的应用 科氏质量流量计的原理 ?下面结合图1简要地说明科氏质量流量计的工作原理。图1（a）描述了传输流体的直管的运动。直管在力FE的作用下以一定的激励频率发生振荡运动。S1和S2是两个传感器，用于获得测量信号。如图1（b）所示，当管内的液体开始流动时，在科氏力FC的作用下，直管也会产生一个振荡，且该振荡和流过的质量流量成正比。通过传感器检测管子的合成振动就可以得到流体的质量流量。 科氏质量流量计的结构
?图2为典型的科氏质量流量计的装置。该装置有两只测量管、传感器、激励器组成。 图2中没有展示的是科氏质量流量计的另外两个组成部分外壳和用于信号处理、供电、输入输出控制的电子设施。一般商用的科氏质量流量计采用磁铁和线圈来提供驱动力以产生振动。其振幅很小，往往只有几十毫米。为了减小外部干扰，系统使用两根反向振动的管子来平衡，或者是在一根管子上加装特殊的平衡系统。由于管子的振幅很小，所以测量装置对外部干扰非常敏感。为了减少环境的影响和稳定零点的健壮测量，测量系统必须有准确的平衡。 平衡系统越好则测量系统与环境干扰的解耦也越佳。如果没有足够的平衡系统，内部的振动可能会传递到环境中去，并导致测量的不稳定。 科氏质量流量计的设计介绍 ?双管式科氏质量流量计采用结构对称的两根管子。两根管子弯成U型，流体平均地流入两平行的管子内。两个管在驱动力的作用下反相振动。为了减少能量损失，管子在谐振频率下工作。两根管子对称设计，不受流体密度、速度、温度以及压力的影响。这样的对称设计可使测量系统和外部干扰实现良好的解耦。 单管式的和双管式的相比更紧凑，更易于清洁，并且流体的压力损失也比双管的要小。 不过单管式的需要另外设置特殊的平衡系统，这也在无形中增加了其复杂度和成本。总的来说，单管式的有两种设计。第一种设计是将管子弯成两个圈，这和双管式的非常类似，只不过其是串联的而双管式的是并联的。这种弯曲的设计带来的好处是更宽的温度范围。但这种设计的缺陷是排水不易。另一种单管式的设计是直管式的。这种设计更易于清洗且能适应各种流体密度。 在双管式和单管式之间，还有一个折中的设计是双直管式。其两个管子的设计自然地提供了平衡而不需要额外添加平衡机构，从而降低了成本也减轻了仪器的重量。和单直管类似，双直管结构紧凑且易于清洗。不过由于分流的影响，流体的压力损失比较大。
质量流量计原理 2007-12-24 01:34 第一节概述 目前广泛应用的流量计，无论是差压式、靶式、涡轮、电磁或容积等型式，从原理上看都足测量容积流量的。由于流体的容积大小受其温度、压力等参数的影响，当被测流体的温度、压力坐化时，应把所测量的容积流量换算成标准状态或某一约定状态下的相应值。但事实上当温度、压力频繁变动时，进行及时的换算是很困难的，有时是不可能的。因此，希望用质量流量计来测量质量流量。另外、在实际生产中，由于要对产品进行质量控制、对生产过程中各种物料混合比率进行测定、成本核算以及对生产过程进行自动调节等，也必须了解质量流量。随着工业生产技术的发展和自动化水平的提高，例如实现大型发电机组的全程自启停、对核电站气、液二相流的规定，以及对电厂热力经济性进行更准确的评价等，都使得质量流量测量技术日益重要: 容积流量Q和质量流量M之间的关系是 M=Q (10-1) 或 M=A ( 10-2) 式中----被测流体的密度，kg／m3; A----流体的流通截面(一般为管道的流通截面), m2; ----流通截面A处的平均流速，m／s. 质量流量计分间接式〔推导式〕和直接式两类。根据式(10 -1)测量质量流量的仪表，必须先测量积流量再乘被测流体的密度，通过密度计和乘法器实现，这种仪表称为间接式质量流量计或推导式质量流量计。日前, 密度计由于结构和元件特性的限制，在高温、高压下尚不能运用．只能采用固定的密度数值乘容积流量。众所周知，介质密度随着压力、温度的变化而异,在变动工况下采用固定的密度值将带来较大的质量流量测量误差，故必须进行参数补偿，据此发展了温度、压力补偿式流量计。检测出被测流体的温度、压力，然后按一定的数学模型自动换算出相应的密度值, 得到密度值与容积流量值的乘积便可实现质量流量测量，故称为温度、压力补偿式质量流量计。温度、压力补偿式质量流量计是当前工业上普遍应用的一种推导式质量流量计的特殊形式。 直接检测与质量流量有关的量来反映质量流量大小的流量计称为直接式质量流量计。 研制直接式质量流量计, 目的在于使最后代表质量流量的输出信号与被测介质的压力、温度等参数无关，以解决当介质参数变化范围很大，其密度和温度、压力之间的关系不能看成线性,而采用温度、压力自动补偿方式又很困难和繁琐的问题。这也是在温度、压力自动补偿式质量流星计已得到广泛应用的同时, 还要开展直接式质量流量计研究的理由。 由于对直接式质量流量计需求的迫切性近几年才较强烈, 因此它正处于迅速开发阶段，虽已有多种类型，但由于受原理、结构、维修、寿命及价格等方面的限制，在以用工业中尚未广泛应用。本章重点讲述间接式质量流量计, 直接式质量
培训教材1 一、都市污水处理的一样方法 1、污水处理技术活性污泥法 都市污水处理确实是利用各种设施设备和工艺技术，将污水中所含的污染物质从水中分离去除。使有害物质转化为无害的物质，有用的物质。水则得到净化。并使资源得到充分利用。 都市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、生物处理技术等。 典型的物理处理技术有：沉淀技术、过滤技术、气浮技术等。 典型的化学处理技术有：中和技术、加药混合、离子交换等。 典型的生物处理技术有：好氧生物氧化分解和厌氧生物发酵。都市污水处理工艺实际上是以上各技术的组合应用。 2、都市污水处理的分类都市污水处理按处理程度可分：一级处理、二级处理、深度处理。一级处理：一样用物理处理方法完成。要紧去除SS。二级处理：一样生物处理方法完成。要紧去除水中胶体和溶解性有机污染物。我厂采纳的氧化沟活性污泥法工艺属于二级处理。 深度处理：是为了满足高标准的受纳水体要求或回用工业等专门用途 而进行的进一步处理。通用的工艺有混凝沉淀和过滤。末端往往还要有加氯消毒杀菌的要求。随着社会的高度进展，深度处理是以后进展的需要。 3、水体的自净 尽管都市污水处理厂排出的净化水具有资源的性质，在合理安全地使用中将会发挥专门好的环境效益和经济效益，但由于条件的限制，大部分处理过的水不能直截了当回用于农业、工业和杂用。它还携带少量污染物汇入周围水体中。 含有少量污染物的处理水排入水体后，使水体中的物质组成发生了变化，破坏原有的物质平稳，同时这些污染物在一系列的物理、化学反应中被分解，水体又复原到平稳状态，那个过程确实是水体的自净。 水体自净过程是一个复杂的过程，它是物理、化学、生物过程的综合，这些过程同时产生相互阻碍，但水体的自净要紧依旧生物自净过程。
质量流量计工作原理 (未知) 2007-11-8 21:13:00 科里奥利质量流量计（以下简称CMF）是利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接测量质量流量的仪表。 20世纪70年代后期商品化实用性CMF由美国Micro Motion公司首先推向市场，到80年代中后期各国仪表厂相继开发。迄1995年，世界已有40家以上推出各种结构的CMF，世界范围装用量估计在18万～20万台之间。1995年世界年销售量估计在4万～4.5万台之间。 在我国CMF应用起步较晚，从80年代中期引进成套装置附带进口少量仪表开始，到技术改造所需单台进口，迄1997年估计装用量在3500～4500台之间。1997年我国已有4家制造厂自行开发CMF供应社会，如太行仪表厂已有完整的LZL系列，还组建有几家合资企业引进国外技术生产系列仪表。 1. 原理与结构 如图1所示，当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受两个分量的加速度及其力：
图1 科里奥利力 ①法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于ω2r，朝向P轴； ②切向角速度αt，即科里奥利加速度，其值等于2ωV，方向与αr垂直。由于复合运动，在质点的αt方向上作用着科里奥利力Fc=2ωVm，管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。 当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时，任何一段长度Δχ的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc , ΔF c=2ωVρAΔx （1） 式中A--管道的流通截面积，由于质量q m=ρVA，所以 ΔF c=2ωq mΔx （2） 因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。 然而，通过旋转运动产生科里奥利力是困难的，目前CMF均代之以管道振动产生，即由二端固定的薄壁测量管，在中点处以测量管谐振或接近谐振的频率（或其高次谐波频率）所激励，在管内流动的流体产生科里奥利力，使中点前后两半段产生方向相反的桡曲，用电磁学（或光学），方法检测桡曲量以求得质量流量。 图2 科里奥利质量流量传感器 A--驱动线圈；B--检测探头 又因流体密度会影响测量管的振动频率，而密度与频率有固定的关系，因此CMF也可测量流体密度。
科里奥利质量流量计 1概论 科里奥利质量流量计（以下简称CMF）是利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。 基于科里奥利原理的流量仪表的开发始于20世纪50年代初，但直到70年代中期，由美国高准(MicroMotion)公司首先推向市场。到80年代中后期各国仪表厂相继开发，迄1995年世界已有40家以上仪表制造厂推出各种结构的CMF。到1995年世界范围CMF装用量估计在18万～20万台之间，1995年销售量估计在4万～4.5万台之间。 我国CMF的应用起步较晚，从80年代中期引进成套装置附带进口少量仪表开始，到技术改造所需单台进口一定数量，迄1997年估计装用量在3500~4500台之间。1997年我国已有4家制造厂自行开发CMF供应社会，如太行仪表厂已有完整的IZL系列；还有几家制造厂组建合资企业或引进国外技术生产系列仪表。 2原理和结构 如图1所示，当质量为m的质点以速度υ在对p轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受到两个分量的加速度及其力。 1)、法向加速度即向心力 加速度αr，其量值等于ω2r， 方向朝向P轴； 2）、切向加速度αt即科里奥利 加速度，其量值等于2ωυ，方向 与αr垂直。由于复合运动，在 质点的αt方向上作用着科里奥 利F c=2ωυm，管道对质点作用着一个反向力-F c= -2ωυm。 当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时，任何一段长度Δx的管道
都将受到一个ΔF c的切向科里奥利力。 （1） 式中A——管道的流通内截面积。由于质量流量计流量即为δm，δm=ρυA，所以 （2） 因此，直接或间接测量在旋转管 道中流动流体产生的科里奥利力就 可以测的得质量流量，这就是CMF 的基本原理。 然而通过旋转运动产生科里奥 利力是困难的，目前产品均代之以管 道振动产生的，即由两断端固定的薄壁测量管，在中点处以测量管谐振或接近谐振的频率（或其高次谐波频率）所激励，在管内流动的流体产生科里奥利力，使测量管中点前后两半段产生方向相反的挠曲，用光学或电磁学方法检测挠曲量以求得质量流量。 又因流体密度会影响测量管的振动频率，而密度与频率有固定的关系，因此CMF也可测量流体密度。 CMF由流量传感器和转换器（或流量计算机）两部分组成，。图2为流量传感器一列一例，主要有由测量管及其支撑固定桥架、测量管振动激励系统中的驱动线圈A、检测测量管挠曲的光学检测探头或电磁检测探头B、修正测量管材料扬杨氏模量温度影响的测温组件等组成。转换器主要由振动激励系统的振动信号发生单元、信号检测和信号处理单元等组成；流量计算机则还有组态设定、工程单位换算、信号显示和与上位机通信等功能。 3优点 CMF直接测量质量流量，有很高的测量精确度。 可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。 测量管的振动幅小，可视作非活动件，测量管路内无阻碍件和活动件。