质量流量计工作原理
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质量流量计的结构和原理
质量流量计的结构和工作原理可以概括为以下几点:
一、结构
质量流量计主要由测量管、流量传感器、温度传感器、控制回路等部分组成。
二、工作原理
1. 热量脉冲法
向流体传输微小的热量脉冲,检测上下游温度变化,计算热容和流速。
2. 冷热线法
一个探头加热,一个探头测量上下游温差,结合热容计算质量流率。
3. 波束法
传感器发射声波或微波穿过管道,根据传播时间计算流速。
4. 测温法
在管道设置温度探头,流体吸热使温度改变,测量时间计算流量。
5. 冲量法
设置具有惯性的击块,流体冲击产生力移动击块,计算流量。
三、计算流程
1. 测量过程参数:密度、温度、压力、波束传播时间等。
2. 将各参数输入计算机控制回路。
3. 通过特定算法计算获得质量流量值。
4. 显示或输出质量流量结果。
四、特点
测量准确、响应快、可靠性高、使用寿命长。
通过以上结构和原理,质量流量计实现了对流体流量准确的测定,具有重要的工业
应用价值。
科里奥利质量流量计工作原理
科里奥利质量流量计是一种常用的流量测量仪器,它利用科里奥利效应来测量气体的质量流量。
其工作原理如下:
1. 气体进入流量计后,流经一个热电偶和一个辅助热电偶。
热电偶的位置要求在气体的流动方向上。
2. 两个热电偶都受到一个恒定的加热电流作用,使其保持在一定的温度差(通常为10℃)。
3. 气体流过热电偶时,根据科里奥利效应,热电势的大小与流过热电偶的气体的质量成正比。
4. 由于气体的质量流量与流过热电偶的气体的质量有关,所以可以通过测量热电势的大小来得到气体的质量流量。
5. 测量到的电位信号经过放大和处理后,可以将其转换为标准的电流信号或数字信号,以便进行进一步的分析和记录。
总结起来,科里奥利质量流量计通过测量气体流过热电偶时引起的热电势变化来间接地得到气体的质量流量。
这种测量原理简单可靠,并且对气体的压力和温度变化不敏感,因此在工业自动化控制和科学研究领域得到广泛应用。
质量流量计的工作原理
质量流量计(mass flow meter)是一种用于测量流体质量流量的仪器,其工作原理基于质量守恒定律和波动理论。
质量流量计通常由两个基本组件组成:传感器和转换器。
传感器通常包括测量管道(或流道)和多个传感器,用于测量流体质量流量。
转换器则用于将传感器产生的信号转换成可读取的质量流量数值。
在工作时,流体通过测量管道或流道流动,同时传感器对流体进行测量。
传感器通常使用压力传感器、温度传感器和密度传感器等来获取相关的测量数据。
首先,通过压力传感器测量流体中的压力变化情况,然后通过温度传感器测量流体中的温度变化情况。
这些测量数据与流体的密度相关联,因此需要使用密度传感器来测量流体的密度。
通过对压力、温度和密度等测量数据的获取和计算,质量流量计能够准确地计算出流体的质量流量。
转换器会将这些计算结果转换为可读取的质量流量数值,并在显示屏上显示出来。
需要注意的是,质量流量计的工作原理与体积流量计(如流量计和涡轮流量计)有所不同。
质量流量计主要依据流体的密度变化来测量流体的质量流量,而体积流量计则是基于流体容积的变化来测量流体的体积流量。
总的来说,质量流量计通过测量压力、温度和密度等参数的变
化,能够准确地计算出流体的质量流量,提供了一种可靠和精确的流量测量方式。
科里奥利质量流量计工作原理
科里奥利质量流量计是一种基于科里奥利效应的流量测量仪表,用于测量流体的质量流量。
它利用了科里奥利定律,即当流体流经一根装有电磁线圈的传感器时,由于流体的速度和温度的变化,会在传感器中产生一个感应电势。
具体工作原理如下:
1. 流体通过流量计中的管道,以一定的速度流动。
流速较高的流体具有较高的科里奥利效应,即会在传感器中产生较大的感应电势。
2. 流量计中的电磁线圈产生一个交变磁场,用于感应流体中的电势。
3. 流体中的电势受到磁场的作用,会在流量计中产生一个感应电势。
这个感应电势与流体的速度和温度相关。
4. 流量计中的电路测量和分析这个感应电势,根据科里奥利定律的原理,将感应电势转化为流体的质量流量。
5. 流量计中的计算机或显示屏会将质量流量信息显示出来,以供用户监测和控制。
总结来说,科里奥利质量流量计通过测量流体中的感应电势,利用科里奥利定律将其转化为质量流量信息。
它具有准确、稳定等特点,广泛应用于流体测量和控制领域。
质量流量计工作原理
质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器。
它的工作原理是利用流体在
测量管道中的质量变化来计算流体的质量流量。
在质量流量计中,流体的密度是一个重要的参数,因为质量流量是由流体质量和流体密度的乘积得出的。
首先,让我们来看一下质量流量计的基本结构。
质量流量计通常由测量管道、
传感器和数据处理单元组成。
测量管道是流体流动的路径,传感器用于测量流体的质量变化,数据处理单元用于处理传感器采集到的数据并计算出流体的质量流量。
在质量流量计中,流体的质量变化是通过测量管道中的传感器来实现的。
传感
器可以采用多种不同的原理来实现质量变化的测量,比如热敏电阻、压电效应、振动频率等。
这些传感器可以将流体的质量变化转化为电信号,并传输给数据处理单元进行处理。
数据处理单元是质量流量计的核心部分,它通过处理传感器采集到的数据来计
算出流体的质量流量。
在数据处理过程中,需要考虑到流体的密度、温度、压力等参数,以确保计算结果的准确性。
此外,数据处理单元还可以对测量结果进行校正和补偿,以提高测量的精度和稳定性。
总的来说,质量流量计的工作原理是通过测量管道中流体的质量变化来计算流
体的质量流量。
它利用传感器采集到的数据,并通过数据处理单元进行处理和计算,最终得出流体的质量流量。
质量流量计在工业生产、化工、石油、天然气等领域有着广泛的应用,它能够准确、稳定地测量流体的质量流量,对于生产过程的控制和优化具有重要意义。
质量流量计工作原理质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器,它通过测量流体的质量来确定流体的流量。
质量流量计的工作原理基于质量守恒定律和动量守恒定律,通过测量流体的质量和速度来计算流体的流量。
本文将介绍质量流量计的工作原理及其应用。
质量流量计的工作原理基于质量守恒定律,质量守恒定律是指在封闭系统内,系统的质量不会发生变化。
质量流量计利用这一原理来测量流体的质量流量。
当流体通过质量流量计时,流体的质量不会发生变化,因此可以通过测量流体的质量来确定流体的流量。
质量流量计的工作原理还基于动量守恒定律,动量守恒定律是指在封闭系统内,系统的动量不会发生变化。
质量流量计利用这一原理来测量流体的流速,通过测量流体的流速和质量来计算流体的流量。
质量流量计通常配有流速传感器,用于测量流体的流速,然后根据流速和质量来计算流量。
质量流量计通常包括质量传感器和流速传感器。
质量传感器用于测量流体的质量,流速传感器用于测量流体的流速。
质量传感器通常采用压力传感器或者称为质量平衡传感器,通过测量流体对传感器的压力来确定流体的质量。
流速传感器通常采用涡街流量传感器或者超声波流量传感器,通过测量流体的流速来确定流体的流量。
质量流量计的工作原理可以简单概括为:通过测量流体的质量和流速来确定流体的流量。
质量流量计可以用于测量液体、气体甚至固体的流量,因此在工业生产、环境监测、实验室研究等领域有着广泛的应用。
质量流量计的工作原理使其具有许多优点,例如精度高、稳定性好、可靠性高、适用范围广等。
因此,质量流量计在工业生产、环境监测、实验室研究等领域得到了广泛的应用。
总之,质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器,其工作原理基于质量守恒定律和动量守恒定律,通过测量流体的质量和流速来确定流体的流量。
质量流量计具有精度高、稳定性好、可靠性高、适用范围广等优点,在工业生产、环境监测、实验室研究等领域有着广泛的应用。
质量流量计工作原理
质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器,它的工作原理基于质量守恒定律和热力学原理。
质量流量计主要由传感器和信号处理单元组成。
工作原理如下:
1. 传感器:质量流量计的传感器通常由两个主要部分组成:流道和热敏电阻。
流道是流体通过的通道,热敏电阻则位于流道上方或者内部。
当流体通过流道时,流体会带走部分热量,热敏电阻会受到流体温度的影响而发生变化。
2. 热敏电阻:热敏电阻是一种电阻值随温度变化的传感器,其电阻值与温度呈反比关系。
热敏电阻通常由铂制成,称为热敏电阻铂热敏电阻。
在质量流量计中,热敏电阻的电阻值随着流体通过流道带走的热量而发生变化。
3. 测量原理:当流体通过流道时,流体会带走流道和热敏电阻的热量。
测量过程中,控制系统通过恒定的加热电流,维持热敏电阻的温度始终高于流体温度。
流体通过时,热敏电阻的温度发生变化,并通过测量瞬时电阻值的变化,来获取流体质量流量的信息。
4. 信号处理:测得的瞬时电阻值变化将被传输至信号处理单元,该单元负责根据预先设定的电阻变化与质量流量的关系进行计算处理。
最后,信号处理单元将质量流量输出作为结果。
通过以上工作原理,质量流量计可以准确测量流体的质量流量,广泛应用于工业自动化控制、流体传递过程中的计量等领域。
质量流量计的工作原理
质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器,它的工作原理基于质量守恒定律和热力学原理。
质量流量计的基本构造包括质量传感器和控制系统。
传感器通常由弯曲管道、加热器和温度传感器组成。
当流体通过弯曲管道时,由于该管道呈曲线形状,流体会因为离心力而产生离心位移。
这个离心位移会导致弯曲管道的一端出现质量不平衡,而另一端则出现质量平衡。
加热器会根据流体的温度和热容来检测质量平衡的状态。
控制系统则根据加热器检测到的温度差异来计算流体的质量流量。
当流体的质量不平衡发生时,加热器会改变其热输出来调整流体的温度差异,以实现质量平衡。
控制系统通过测量和调整加热器的热输出,使得流体在弯曲管道中始终保持质量平衡。
根据加热器的热输出量的变化,控制系统可以计算出流体的质量流量。
质量流量计的工作原理可以总结为以下几个步骤:首先,测量流体通过弯曲管道时产生的质量不平衡。
然后,根据质量不平衡计算出相应的温度差异。
通过改变加热器的热输出,使得流体的温度差异达到预设的值,从而实现质量平衡。
最后,根据加热器的热输出量的变化计算出流体的质量流量。
质量流量计的工作原理简单而可靠,可以应用于多种场合,如工业过程控制、化工生产、石油炼制等领域。
它具有精度高、
响应快、可靠性好等优点,已经成为流体测量领域中不可或缺的仪器之一。
质量流量计工作原理
质量流量计是一种用于测量流体流量的设备,它基于质量守恒原理和测量原理来实现流量测量。
其工作原理如下:
1. 测量原理:
质量流量计采用物理或机电式传感器来测量流体的质量流速。
其中常见的测量原理包括热失重法、振荡法、压差法等。
以下以热失重法为例进行说明:
热失重法根据流体通过传感器时所带走的热量的变化来间接测量流量。
通过在流体流经路径上放置一个加热元件和一个温度传感器,当流体流经时,加热元件会将一定量的热量传递给流体,而温度传感器则测量流体的温度变化。
根据温度变化的幅度和速度,可以计算流体的质量流速。
2. 工作原理:
在工作时,质量流量计将被测流体引导通过测量路径,流体流经路径时会与传感器发生热量交换或其他物理变化。
传感器会将这种变化转化为电信号,然后传递给信号处理部分进行分析和计算。
信号处理部分通常包括放大器、滤波器、模数转换器等,它们将传感器产生的微弱信号放大、滤波并转化为数字信号。
数字信号经过计算和解析后可以得到流体的质量流速数据。
3. 数据处理与输出:
质量流量计通过处理和分析传感器所产生的信号,得出准确的质量流速数据。
这些数据可以通过显示屏、通信接口等方式进行输出,供使用者查看和使用。
质量流量计工作原理基于测量原理和信号处理,通过测量流体的物理变化、数值计算和数据分析来实现对流体质量流速的测量和输出。
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。
质量流量计结构和原理
质量流量计是一种常用的流量计,用于测量流体在单位时间内通过管道的质量流量。
它的主要结构包括进口和出口连接口、流化段、测量段和压力传感器。
首先,进口和出口连接口用于将流体引入和排出流量计。
流化段是流量计的核心部分,由弯曲管组成。
当流体进入流化段时,流体会被加热并加速,形成一个旋转的流体螺旋。
接下来,流体进入测量段。
测量段是一个细长的管道,其中包含一个压力传感器。
当流体通过测量段时,流体的质量将通过压力传感器进行测量。
压力传感器可以测量流体通过测量段时产生的压力差,并将其转换为电信号。
根据压力差的大小,可以推断出流体的质量流量。
质量流量计的工作原理基于弯曲管中流体旋转的现象。
当流体通过流化段时,受到弯曲管的约束,流体会沿弯曲管的路径旋转,并形成一个旋转流。
这种旋转流的旋转速度与流体的质量流量成正比。
通过测量旋转流中的压力差,可以准确地计算出流体的质量流量。
总的来说,质量流量计通过测量流体通过测量段时产生的压力差,以及根据压力差的大小推断出流体的质量流量。
它的结构简单,原理清晰,被广泛应用于各种流体的流量测量。
质量流量计工作原理
质量流量计是一种测量流体质量流动的仪器。
它的工作原理基于牛顿第二定律和质量守恒定律的原理。
质量流量计的核心部件是质量传感器,通常是一种称为压电晶体的材料。
当流体通过流量计时,它会施加一个压力或滑移负载在晶体上。
这个负载将生成一个电荷信号,其大小与流体传递的质量成正比。
质量流量计还配备了温度和压力传感器。
这些传感器测量流体的温度和压力,并将这些参数输入到流量计的控制电路。
流量计的控制电路通过测量输入信号的频率和幅度来获得流体的质量流动。
它根据质量传感器的输出信号和流体的密度来计算质量流量。
为了提高测量的准确性,质量流量计通常采用复杂的电子技术和算法来校正传感器的非线性特性和环境因素的影响。
总之,质量流量计通过测量流体施加在质量传感器上的压力或滑移负载来确定流体的质量流动。
通过测量温度和压力,并结合复杂的电子技术和算法来计算质量流量。
这种测量方法可以提供准确的质量流量数据,并用于各种工业应用中。
气体质量流量计原理
气体质量流量计是一种用于测量气体流量的仪器,它通过测量单位时间内通过
管道的气体质量来确定流量。
它的工作原理基于热物理性质和质量守恒定律,下面我们来详细介绍一下气体质量流量计的原理。
首先,气体质量流量计利用热物理性质来进行测量。
当气体通过流量计的传感
器时,传感器会受热丝或热敏电阻的加热作用,气体的流动会带走热量,导致传感器温度下降。
通过测量传感器温度的变化,可以确定气体的流量。
这是基于热量传导的原理,即流过传感器的气体质量与传感器温度变化成正比。
其次,气体质量流量计还利用质量守恒定律进行测量。
根据质量守恒定律,单
位时间内通过管道的气体质量等于流量乘以密度。
因此,通过测量单位时间内通过管道的气体质量,可以确定气体的流量。
这是基于质量守恒的原理,即通过测量气体质量来计算流量。
除了以上两点,气体质量流量计还利用了气体的物理性质来进行测量。
不同种
类的气体在相同条件下具有不同的密度,因此在测量气体流量时需要考虑气体的种类。
气体质量流量计通常会根据不同的气体种类进行修正,以确保测量结果的准确性。
总的来说,气体质量流量计的原理基于热物理性质、质量守恒定律和气体物理
性质。
通过测量传感器的温度变化和气体质量,可以确定气体的流量。
在实际应用中,需要考虑气体的种类以及修正,以确保测量结果的准确性。
以上就是气体质量流量计的原理,希望能对大家有所帮助。
如果还有其他问题,欢迎随时咨询。
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Pqρ,如图1所示,密度计∆正比于2v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2qρ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,测得的输出信号与流体体积流量q成正比,这类流量计与密度计组合,通过乘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。
质量流量计的工作原理
质量流量计是一种装置,它能够测量不同类型的流体的物理量,如流速、流量和压力。
它是一种常用的设备,可以应用于工业生产过程中的安全控制、监测和诊断。
它有不同的形式,在不同的工况条件下都能够精确地测量流体的参量,从而使工业应用更加可靠和高效。
质量流量计的工作原理是基于流体力学中的性质,它利用流体力学上的一些基本原理,总结出流量测量的几种基本方法。
其中一个关键是它可以利用流体的压力差和动能转换,测量流量的大小。
常用的质量流量计主要有三种:涡街流量计、压力衡流量计和压差流量计。
这三种流量计都有自己独特的原理和结构。
涡街流量计会将流体中的旋流能量转化为电能,从而测量流量。
压力衡流量计利用压力衡原理计量流量大小,外观上主要是一根不断变化的螺旋管或一个悬臂梁结构,在压力或流量发生变化时,螺旋管或悬臂梁会发生变形。
压差流量计则是通过在流体流动的管道中设置一对固定间距的流量元件,当流量发生变化时,两个流量元件之间的压力发生变化,从而测量流量大小。
尽管形式不同,但质量流量计都具有良好的精度和重复性,而且能够测量多种类型的流体。
它在管道流体系统中得到了广泛的应用,应用于船舶、石油、化工、食品、水处理、农业和其他重要的工业领域,它的质量测量帮助保证了工业操作的可控性和安全性。
科里奥利质量流量计工作原理
科里奥利质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器。
它基于科里奥利效应原理进行工作。
科里奥利效应是指在流体中发生旋转时,旋转流体会受到一个向外的离心力作用,并且该离心力与流体的质量流量成正比。
利用这一原理,科里奥利质量流量计可以通过测量流体旋转的角速度来计算质量流量。
工作原理如下:
1. 流体在流量计的管道中流动,产生旋转。
2. 测量装置包括一个振动的弹簧系统和一个感应线圈。
3. 当流体旋转时,它会产生离心力作用于弹簧系统,使弹簧发生振动。
4. 振动会导致感应线圈中感应电动势的变化,电动势的变化与弹簧振动的角速度成正比。
5. 流量计通过测量感应电动势的变化来确定流体的角速度,从而计算出流体的质量流量。
需要注意的是,科里奥利质量流量计只能测量旋转流体的质量流量,适用于液体和气体。
此外,流体在流量计中的旋转应满足一定的条件,如液体流动需要达到一定的流速,而气体则需要在一定的压力范围内。
热式气体质量流量计原理和标定过程热式气体质量流量计是一种常用的流量测量仪器,用于测量气体在管道中的流量。
其原理是通过测量气体通过加热丝导致的温度变化来计算气体的质量流量。
在工业生产中,热式气体质量流量计被广泛应用于石油化工、制药、食品加工等领域。
本文将介绍热式气体质量流量计的原理和标定过程。
一、热式气体质量流量计的原理热式气体质量流量计的原理基于加热丝所受的对流冷却作用。
当气体流过加热丝时,气体流速越快,对流冷却作用越强,导致加热丝的温度降低。
测量加热丝受冷却作用后的温度变化,即可计算出气体的质量流量。
热式气体质量流量计的工作原理可以用以下公式表示:\[Q=MC_p\Delta T\]其中,Q为流量,M为气体质量,C_p为定压比热,ΔT为温度变化。
热式气体质量流量计的测量原理是利用加热丝受到的冷却作用来判断气体流量,其准确性受到温度的影响。
因此,要保证测量的准确性,需要对热式气体质量流量计进行定期的标定。
二、热式气体质量流量计的标定过程热式气体质量流量计的标定过程通常分为实验室标定和现场标定两种方式。
1.实验室标定实验室标定是指将热式气体质量流量计安装在标定装置上,以标准流量作为输入,通过比对测量结果与标准流量值的差异,来确定流量计的准确性。
实验室标定需要精密的标准流量仪器和标准气体,因此成本较高,但标定结果准确可靠。
2.现场标定现场标定是指将热式气体质量流量计直接安装在流体管道上,利用相关的标定设备进行标定。
现场标定相对于实验室标定来说更加方便和经济,但标定结果可能受到环境条件和流体状况的影响。
因此,在实际应用中,一般会根据需要选择实验室标定和现场标定相结合的方式进行标定。
无论采用何种方式,热式气体质量流量计的标定过程都需要以下步骤:1)准备工作在进行标定之前,需要对设备和标准气体进行检查,并将相关仪器调整到标定状态。
2)标定参数设置设定标定参数,如温度、压力、流速等,以确定标定的范围和精度。
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
动系统刚度较低,谐振频率也较低,相位差为毫秒级,电信号较易处理,同时可选用较厚的管壁,因此,其耐磨及抗腐蚀性能较好。
但弯管型由于管形复杂,容易积存残渣及气体,引起附加误差,其结构尺寸也比较大。
目前,大多数科氏力式质量流量计均采用弯管型结构。
图2-5列举了科氏力式质量流量传感器测量管的部分管图型。
一、直管型质量流量计、
直管型质量流量计的测量管是直管。
如前所述,其特点是整个传感器结构紧凑、体积小、重量轻,便于安装,气体易于排出测量管,同时亦便于较粘液体的排空。
直管的振动频率较高,一般在600~1200Hz,约为一般工业频率的10多倍,因而其抗振性能较好。
下面首先以双直管型质量流量计为例,简述其结构和测量原理。
图2-6为双直管型质量流量传感器的一种典型结构的示意图。
双直管型质量流量传感器主要由测量管、电磁驱动器、信检测器、电源板和放大器板、支承管以及壳体等几部分组成。
号检测器可以采用光电式和电磁式两种检测方式中的一种。
在这种结构中,两根测量管平行地焊接在两侧的联管器上,并通过法兰体可靠地固定在支承管上。
测量管的材质为钛合金或锆合金,因而具有较高的强度、弹性以及较好的耐腐蚀、耐高性能。
支承管外包裹着一层厚厚的发泡材料。
支承管内被抽成真空,以防潮湿气体在测量管外结霜,引起测量误差,同时起到隔热作用,使测量管的温度与工艺管道内介质的温度保持一致,并能防止测量管内介质的热量扩散到电路部分,影响其工作性能。
此外,测量管上还安装有RTD温度传感器,检测测量管的温度,用来对质量流量和密度测量中由测量管材质的弹性模量随温度变化引起的温度结构误差进行补偿,以提高测量准确度。
双直管型质量流量计的测量原理如图2-7所示。
两根平行直管,两端固定,在其中部O (0’)点处,装有电磁驱动器,用来激励测量管振动,在测量管进、出口两侧对称位置z1(x1,)、X2 (X2’)处,装有信号检测器,用来检测两测量管相对振动的位移。
信号检测器、信号放大处理电路及电磁驱动器构成一套正反馈自激振荡系统。
电磁驱动器的激励,可以克服系统的阻尼,维持系统在谐振频率下的振动。
因为系统的阻尼一般都很小,这一自激振荡的谐振频率与系统的固有频率很接近,维持振动所需要的能量也不大。
如图2- 7所示,在驱动器激励下,两根直管在所在平面内作相对振动,相位相差180。
,Pl P2和P1'P2’分别是两测量管的振动中心位置。
在振动过程中的每一瞬时,都可将直管的振动视为一回转系统。
例如,当测量管I离开中心位置向Pi AP2方向运动时,测量管左半部管子可近似看成逆时针转动,而右半部管子则可看成顺时针转动。
测量管Ⅱ由于与测量管T相位相差180。
,在同一瞬时,转动的方向也与测量管T相反。
当测量管中无流体流动时,测量管处于上述单一振型的振动状态。
我们称这一振动状态为主振动。
在这种振动状态下,测量管进、出口侧在返回中心位置的运动中,通过检测点的时间是相同的。
而当流体以速度y沿两测量管流动时,测量管的振动状态将被流体的质量流量所调制。
如图2—8a所示,为分析简单起见,图中只画出了一根测量管的运动和受力状况。
设在某瞬时,测量管在位置PlBP2,并向上运动。
如上所述,这时,左右两半部管子可分别近似看成是逆时针转动和顺时针转动,设瞬时转动角速度为n。
显然,角速度n也是交变的,其交变频率与主振动频率相同。
质量流量计根据上一节中所阐明的里奥利力效应可知,当振动管中有流体流动,在该瞬时,于测量管进口侧的任一点M处,流体质点的科氏加速度a1勺方向是垂直于测量管向上。
此时,测量管所受到的流体科氏力fc即是垂直于测量管向下,与管子进口侧的转动方向相反,使振动减弱。
而在测量管的出口侧,与M点对称的位置M 7处,测量管所受到的流体科氏力F:则垂直于测量管向上,与管子出口侧的转动方向相同,使振动增强。
即在这一时刻,测量管受到来自左、右两半部管子的大小相等、方向相反的科氏力。
当测量管向中心位置返回时,如图2—8b所示,测量管左、右半部的瞬时角速度将变换方向。
于是,在进、出口侧-测量管.....所受流体科氏力也都变换了方向。
这样,当流体在处于振动状态的测量管中流动时,左半部和右半部的管道将分别受到来自流体的大小相等、方向相反的科氏力,从而构成使测量管扭曲的力矩。
该力矩是交变的,其交变频率与测量管主振动的频率相同。
于是,测量管将在原振型的基础上,叠加同频率的扭曲振动,扭曲振动的幅度,取决于流体的质量流量。
在这种同一频率的主振动和扭曲振动的复合振动状态下,测量管进、出口侧通过振动中心检测点XI (X'I)和X2(X'2)的时间便产生了时间差At,可以证明,时间差At与流体的质量流量qm成正比,这样,就可以通过测量两检测信号的时间差,直接测量流体的质量流量。
图2 -9是一种(弹性平衡摆与测量管振动)互补式单直管型质量流量传感器的结构示意图。
为了达到良好的振动隔离效果,在测量管中部连接有一个弹性平衡摆,应用动量守恒定律和而可有效地消除单直管系统振动的不平衡问
题。
这种传感器可设计成双层壳体结构,内、外两层壳体均具有一定的耐压性。
在内层壳体中抽以真空,而在内、外层壳体中间则充以氮气,除防止潮湿气体在测量管外壁结霜外,还可减小测量管振动的阻尼。
此外,由于这种结构可以作成不缩径的直通式测量管,因而具有流通能力大、压损小、清洗更方便等特点。