高质量流量计工作原理
- 格式:doc
- 大小:339.45 KB
- 文档页数:8
科里奥利质量流量计原理及其应用科里奥利效应是指在流体中通过有一温度差的导热体时,流体在导热体附近产生热量或吸收热量的现象。
科里奥利质量流量计利用了这一效应,通过测量不同温度下流体的温度差,进而确定流体的质量流量。
科里奥利质量流量计由导热体和两个温度传感器组成。
导热体通常为一根细长的热电偶或热电阻丝,安装在流体管道内部。
两个温度传感器分别安装在导热体的上游和下游位置,用于测量导热体处温度的变化。
当流体通过流量计时,由于科里奥利效应的存在,在导热体上会形成一个温度差。
这个温度差与流体的质量流量成正比。
科里奥利质量流量计工作的基本原理是根据热量传导和对流的物理特性。
当流体通过导热体时,导热体与流体之间会发生热量交换。
这个热量交换会导致导热体上的温度发生变化,而导热体处的温度变化与流体的流速和热导率有关。
通过测量导热体上游和下游的温度差,可以确定流体的流速和质量流量。
科里奥利质量流量计广泛应用于流体控制和检测领域。
它适用于气体和液体的流量测量,尤其对于液体的测量精度更高。
在工业生产中,科里奥利质量流量计常用于化工、石油、食品、制药等行业,用于计量和控制液体的流量。
它可以实时监测流体的流量,提供准确的流量数据,帮助企业实现节能减排和生产优化。
此外,科里奥利质量流量计还可应用于燃气发电站、供热系统、生物反应器等场合,用于流体质量的测量和监控。
科里奥利质量流量计具有准确、稳定、可靠的特点,但也存在一些限制。
首先,导热体的安装需要一定的技术要求,安装不当会影响测量的准确性。
其次,科里奥利质量流量计对流体中的杂质和气泡比较敏感,需要进行过滤和净化处理。
此外,科里奥利质量流量计的价格相对较高,适用于一些对流量测量要求较高的场合。
总之,科里奥利质量流量计是一种基于科里奥利效应原理的流量计,能够准确测量气体和液体的质量流量。
它在工业自动化控制和流体检测领域应用广泛,具有精度高、稳定性好、可靠性强等优点。
随着科技的不断进步,科里奥利质量流量计将会在更多领域得到应用和发展。
MEMS热式质量流量计是一种常用于测量气体流量的仪器,其工作原理基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微电子机械系统)技术和热物理学原理。
这种流量计具有精度高、响应速度快、体积小等特点,广泛应用于工业和科研领域。
下面将从结构特点、工作原理和应用领域等方面介绍MEMS热式质量流量计的工作原理。
一、结构特点1.微型化结构MEMS热式质量流量计主要由微加工技术制作而成,整体结构非常微小。
其尺寸通常在毫米级别,因此具有体积小、重量轻的特点。
2.热敏传感器流量计的核心部件是热敏传感器,它通常采用热敏电阻、热电偶或热敏薄膜等器件。
当气体流经热敏传感器时,热敏传感器的温度会随流体流速的变化而发生相应变化。
3.微型加热器为了维持热敏传感器的恒定温度,MEMS热式质量流量计通常还配备有微型加热器。
微型加热器可以根据流体流速的变化调节热敏传感器的温度,从而实现流量的测量。
二、工作原理1.传感器供电当MEMS热式质量流量计接通电源后,热敏传感器和微型加热器会被供电,开始工作。
2.热传导机制当气体流经热敏传感器时,气体与热敏传感器的热量交换会引起热传导效应。
气体的流速越大,热量的带走越快,热敏传感器的温度就会相应下降。
3.温度补偿为了准确测量气体流速,需要对热敏传感器的温度进行补偿。
而微型加热器就起到了这一作用。
通过微型加热器对热敏传感器的加热,可以保持热敏传感器的温度始终处于一个稳定的状态,从而实现对气体流速的精确测量。
三、应用领域MEMS热式质量流量计由于其体积小、功耗低、响应速度快等特点,被广泛应用于各种气体流量测量领域。
1.工业自动化在工业自动化控制系统中,常常需要对气体流量进行准确测量。
MEMS热式质量流量计可以满足工业自动化设备对于流量测量的需求,广泛应用于气体流量的监测和控制。
2.能源领域在能源行业,对气体流量的准确测量是非常重要的。
MEMS热式质量流量计可以用于天然气、煤气等能源的流量测量和监测,为能源行业的生产和管理提供重要支持。
东福科质量流量计说明书摘要:1.东福科质量流量计概述2.东福科质量流量计的工作原理3.东福科质量流量计的产品特点4.东福科质量流量计的应用领域5.东福科质量流量计的安装与维护6.东福科质量流量计的性能指标7.结论正文:一、东福科质量流量计概述东福科质量流量计是一种用于测量流体质量流量的工业自动化仪表,由我国知名仪表制造商东福科公司生产。
作为一种高精度、高可靠性的流量计,它广泛应用于石油、化工、冶金、电力等产业领域,旨在满足各种生产过程中对流量测量的准确性、稳定性和可靠性的要求。
二、东福科质量流量计的工作原理东福科质量流量计的工作原理是基于热学原理,通过测量流体在流动过程中对热量的吸收或释放来计算质量流量。
具体来说,它通过测量流体在流经流量计时对传感器产生的热效应,从而得出流体的质量流量。
这种流量计具有高精度、高稳定性和抗干扰能力强等特点。
三、东福科质量流量计的产品特点1.高精度:东福科质量流量计采用先进的热学原理,测量精度高达±0.15%。
2.高稳定性:流量计在各种工况下都能保持稳定的测量性能,适用于复杂多变的工业环境。
3.抗干扰能力强:东福科质量流量计具有较强的抗电磁干扰、抗振动和抗温度变化等干扰因素的能力,确保测量数据的准确性。
4.广泛应用于各种流体介质:包括气体、液体和蒸汽等。
四、东福科质量流量计的应用领域东福科质量流量计广泛应用于石油、化工、冶金、电力等产业领域,以及食品、制药等卫生要求较高的场合。
在这些领域,东福科质量流量计都能提供准确、可靠的流量测量数据,为生产过程的控制和管理提供有力支持。
五、东福科质量流量计的安装与维护为了确保东福科质量流量计的测量精度和稳定性,安装时应遵循相关规定和标准。
在日常使用过程中,要定期对流量计进行维护和检查,如清洗传感器、校准仪表等。
六、东福科质量流量计的性能指标东福科质量流量计的性能指标主要包括测量范围、测量精度、响应时间、工作温度和压力等。
科隆质量流量计介绍科隆质量流量计(Coriolis Mass Flow Meter)是一种用于测量流体质量流速的仪器。
它基于科隆效应原理,通过对流体产生的能量损耗进行测量,来确定流体的质量流量。
工作原理科隆质量流量计利用了科隆效应,在流体通过管道时会产生弯曲和扭转。
当流体通过科隆质量流量计时,测量元件会将流体分成两个流体束,分别在弯曲的管道上旋转。
科隆质量流量计中的传感器会测量这两个旋转的流体束的惯性差异。
由于质量不同的流体在同一条件下的惯性差异,传感器可以通过这种差异来计算流体的质量流量。
优点•准确性高:科隆质量流量计可以测量高精度的流体质量流速,通常在±0.1%的准确度范围内。
•宽范围:科隆质量流量计适用于各种流体,包括气体、液体和悬浮颗粒。
•多功能:科隆质量流量计不仅可以测量流体质量流量,还可以实时监测流体密度、温度和浓度。
•无需修正:科隆质量流量计不受流体的物理和化学性质影响,不需要修正流量。
应用领域科隆质量流量计在许多行业中被广泛应用,包括但不限于以下领域:•石油和化工:科隆质量流量计可用于测量原油、炼油产品和化工产品的质量流量,帮助监测生产过程中的质量控制。
•食品和饮料:科隆质量流量计可用于测量食品和饮料的质量流量,确保产品的一致性和合格标准。
•制药和生物技术:科隆质量流量计可用于测量药品和生物技术产品的质量流量,确保产品的质量和稳定性。
•能源和环境:科隆质量流量计可用于测量天然气、煤气和水的质量流量,帮助实现能源的高效利用和环境保护。
安装和使用注意事项•安装时,科隆质量流量计应与管道水平安装,并确保流量计与管道之间没有压力泄漏。
•在使用时,要定期校准科隆质量流量计,以确保流量计的准确度和稳定性。
•科隆质量流量计要避免与腐蚀性物质接触,以防止损坏传感器和测量元件。
•维护时,定期清洁科隆质量流量计,清除管道中的杂质,确保流量计的正常运行。
结论科隆质量流量计是一种可靠而高精度的测量工具,在许多行业中有着广泛的应用。
各种流量计工作原理与优缺点目录流量计总则 (3)1、按测量原理分类 (4)2、按流量计结构原理分类 (5)1.差压式流量计 (5)2.孔板流量计 (7)3.浮子流量计 (8)4.容积式流量计 (9)5.污水流量计种类 (11)6.涡轮流量计 (12)7.涡街流量计(USF) (14)8.电磁流量计(EMF) (17)9.超声流量计 (20)10.质量流量计 (24)11.热式质量流量计(恒温差TMF) (25)12.科里奥利质量流量计(CMF) (25)13.明渠流量计 (27)14.静电流量计 (27)(electrostatic flowmeter) (27)15.复合效应流量仪表 (27)(combined effects meter) (27)16.转速表式流量传感器 (28)(tachmetric flowrate sensor) (28)流量计总则测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。
流量计是工业测量中重要的仪表之一。
随着工业生产的发展,对流量测量的准确度和范围的要求越来越高。
流量测量技术日新月异,为了适应各种用途,各种类型的流量计相继问世,目前已投入使用的流量计已超过 100 种。
每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。
按测量原理分为力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。
按流量计的结构原理进行分类,有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。
按测量对象划分,就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。
总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。
因此, 以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。
1、按测量原理分类1.力学原理:属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式;利用动量定理的冲量式、可动管式;利用牛顿第二定律的直接质量式;利用流体动量原理的靶式;利用角动量定理的涡轮式;利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式;利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。
质量流量计安装要求及工作原理质量流量计安装要求质量流量计作为精密的测量仪表,有着特别高的安装要求。
在安装时首先要明确安装的位置,在安装传感器的时候,要保护好传感器不受损坏。
还要做好减振工作,当然,还有一些其他的注意事项,下面的文章都有实在说明。
质量流量计安装的位置1)安装位置应阔别能引起管道机械振动的干扰源,如工艺管线上的泵等。
假如传感器在同一管线上串联使用,应特别防止由于共振而产生的相互影响,传感器间的距离至少大于传感器外形尺寸宽度的三倍。
2)传感器的安装位置应注意工艺管线由于温度变化引起的伸缩和变形,特别不能安装在工艺管线的膨胀节相近。
假如安装在膨胀节相近,由于管道伸缩会造成横向应力,使得传感器零点发生变化,影响测量精准度。
3)传感器的安装位置应阔别工业电磁干扰源,如大功率电动机、变压器等,否则传感器中测量管的自谐振动会受到干扰,速度传感器检测出来的微弱信号有可能被淹没在电磁干扰的噪声中。
传感器应阔别变压器、电动机至少5 米以上的距离。
4)传感器的安装位置应使管道内流体始终保证充分传感器测量管,且有确定憋压,这就要求安装位置应在管道的低端。
安装过程中其它注意事项1)传感器在安装到工艺管线上之前,应首先确认传感器的速度传感器线圈、驱动线圈的直流电阻以及铂电阻温度计的电阻值是否正常。
2)传感器安装法兰必需与管道法兰同轴连接,这样才能减小安装应力,保证测量精度。
安装时应保证管道支撑物只支撑工艺管道,禁止用传感器支撑工艺管道。
应保证传感器外壳悬空,不与任何物体接触。
3)传感器安装在工艺管线上时应保证管道系统与传感器上游、下游侧各两个位置的稳固支撑物坚固连接,全部螺纹连接处必需紧固,夹紧工艺管道有助于减弱潜在的振动干扰。
4)在安装过程中,应避开利用传感器外壳搬动传感器。
5)在传感器安装位置相近工艺管道线上的阀门或泵都需要有其本身的支撑物,不能用支撑传感器的支撑物来支撑阀门和泵。
6)在传感器的上游、下游应装上断流阀。
气体质量流量计工作原理
气体质量流量计的工作原理是基于质量守恒定律和热力学原理。
该流量计通过测量气体流过单位时间的质量来确定气体的质量流量。
气体质量流量计内部有一个流体传感器,通常是热敏传感器。
当气体通过流量计时,传感器表面的加热元件将流过的气体加热到一个固定的温度,然后利用传感器测量流过加热元件的功率。
由于气体的质量是固定的,所以流过加热元件的气体的质量与传感器测量的功率成正比。
根据热传导原理,在流量计的加热元件上会产生一个温度梯度,流过的气体会带走加热元件的热量,从而使加热元件降温。
同时,流量计内部还设置有一个温度传感器,用于测量加热元件表面的温度。
根据加热元件降温的速率以及温度传感器测量的温度,可以计算出流经加热元件的气体的质量。
综上所述,气体质量流量计通过测量加热元件的功率、温度以及热传导速率来确定气体的质量流量。
这种流量计具有精度高、响应快的特点,广泛应用于工业自动化控制和流程监测中。
热式质量流量计工作原理
热式质量流量计是一种常用于测量气体或液体流量的在线仪器。
其工作原理基于传热原理,通过测量流体对热量传递的影响来确定流体的质量流量。
热式质量流量计通常由两个温度传感器和一个加热器组成。
其中一个温度传感器位于加热器的上游,另一个位于下游。
加热器通过加热流体,使之在流经过程中保持一定温度差。
传感器可以测量流体传递的热量和温度变化。
当流体通过加热器时,流体将带走一部分热量,从而导致上下游温度传感器的温度发生变化。
这个温度差与流体的流量成正比。
计算机控制系统会根据温度差的变化来计算质量流量。
热式质量流量计有许多优点。
首先,它可以测量非常低的流量,比如气体和液体的微小流量。
其次,热式质量流量计对流体的物理或化学特性变化不敏感,具有很高的精度。
此外,热式质量流量计响应速度快,可以实时监测流体的变化。
然而,热式质量流量计也有一些限制。
例如,它对流体的温度和压力敏感,需要在一定的工作温度和压力范围内使用。
此外,粘度较高的流体也可能影响其准确性。
总的来说,热式质量流量计是一种有效测量气体或液体流量的仪器,其工作原理基于传热原理。
它的高精度和快速响应使其在许多工业领域得到广泛应用,如化工、制药和食品加工等。
各种流量计的工作原理流量计是广泛应用于工业生产中的一种仪器,用于测量液体、气体或蒸汽的流量。
根据其工作原理的不同,流量计可以分为多种类型,包括机械式流量计、涡街流量计、超声波流量计、电磁流量计和质量流量计等。
1.机械式流量计机械式流量计是使用传统机械结构测量流体流量的一种流量计。
其工作原理基于测量流量带来的力的平衡。
机械式流量计通常包括一个流量管道和一个浮子。
当液体或气体通过流量管道时,会对浮子产生一个向上的浮力,同时也会受到重力和阻力的作用。
通过浮子的位置可以判断流体的流量大小。
机械式流量计结构简单,但精度较低。
2.涡街流量计涡街流量计是一种利用涡旋的现象来测量流体流量的流量计。
其工作原理基于流体通过具有特殊形状的装置时,会形成交替出现的旋涡。
涡街流量计通常包括一个稳定器、一个传感器和一个处理单元。
稳定器用于将流体的流速变为一个稳定的速度,传感器通过检测涡旋的频率来确定流体的流量。
涡街流量计精度较高,适用于各种液体和气体的测量。
3.超声波流量计超声波流量计是一种使用超声波信号来测量流体流量的流量计。
其工作原理基于超声波经过流体时的传播时间会受到流体流速的影响。
超声波流量计通常包括一个发射器和一个接收器。
发射器向流体发出一束超声波信号,并通过接收器接收反射回来的超声波信号。
根据接收到的信号的变化来确定流体的流速和流量。
超声波流量计可适用于各种液体和气体的测量,并且具有较高的精度。
4.电磁流量计电磁流量计是一种使用磁场来测量流体流量的流量计。
其工作原理基于当液体通过导电性管道时,会形成垂直于流体流向的磁场。
电磁流量计通常包括一个发生器和两个传感器。
发生器施加一个电磁场到流体中,两个传感器测量流体中的电势差。
根据电势差的变化来确定流体的流速和流量。
电磁流量计适用于导电性液体的测量,并且具有较高的精度。
5.质量流量计质量流量计是一种直接测量流体质量流量的流量计。
其工作原理基于测量流体通过管道单位时间内的质量变化。
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,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。
质量流量计密度测量原理本文旨在深入探讨质量流量计在密度测量方面的应用原理和方法。
我们将从以下几个方面展开讨论:质量流量测量、流体密度测量、流体温度和压力测量、流体粘度测量、流体压缩性测量、流体密度修正以及误差分析和修正。
1.质量流量测量质量流量测量是流量计量的重要环节,主要方法包括直接测量和间接测量。
直接测量通过测量流体的重量或者质量来确定流量,而间接测量则是通过测量与流量相关的其他物理量(如压力、温度和体积等)来计算流量。
质量流量计可以直接测量流体的质量,具有较高精度和可靠性。
2.流体密度测量流体密度是描述单位体积流体质量的重要物理量。
流体密度的测量方法主要有直接测量和间接测量。
直接测量通过测定单位体积流体的质量来确定密度,如使用密度计。
间接测量则是通过测量与密度相关的其他物理量(如重度、比容等)来计算密度,如使用压力传感器和温度传感器等。
3.流体温度和压力测量温度和压力是影响流体密度的重要因素,因此在密度测量时需要同时测定流体的温度和压力。
温度测量一般使用温度计或温度传感器,压力测量则可使用压力传感器或压力表。
对于高压或真空环境下的密度测量,还需考虑气体压缩性对密度测量的影响。
4.流体粘度测量流体粘度是描述流体流动特性的物理量,对密度测量具有一定影响。
一般而言,高粘度流体的密度比低粘度流体的密度大。
粘度测量方法主要有毛细管粘度计和旋转式粘度计等。
在进行密度测量时,一般不直接测定流体的粘度,而是通过测定与其相关的其他物理量(如摩擦力、流量等)来计算粘度。
5.流体压缩性测量流体的压缩性是指在一定压力或温度变化条件下,流体的密度发生相应变化的现象。
压缩性的大小与流体的性质、温度和压力等因素有关。
对于易压缩的流体,密度的变化较大;对于不可压缩的流体,密度的变化较小。
压缩性的测量方法主要有等温压缩试验和变压分析等。
6.流体密度修正在实际应用中,我们通常通过质量流量计和其他传感器(如温度、压力传感器)来测定流体的密度。
科里奥利质量流量计的测量原理
科里奥利质量流量计是一种基于科里奥利力的原理测量流体质量流量的仪器。
其测量原理如下:
1. 科里奥利力的原理
科里奥利力是一种惯性力,当流体流经管道时,如果管道发生突然变窄或弯曲,流体会偏离原来的流动方向,从而产生一股离心力。
这股力就是科里奥利力。
2. 测量原理
科里奥利质量流量计通常由一个带有流量整流装置的进口段、一个测量管和一个出口段组成。
测量管中安装有一个障碍物,称为科里奥利元件或测量元件。
当流体流经测量管时,流体会绕过科里奥利元件,从而产生科里奥利力。
这股力作用于测量管上,使管道发生微小的形变。
3. 测量过程
科里奥利质量流量计利用应变传感器测量管道形变的程度。
管道形变的程度与流体的质量流量成正比。
通过测量管道形变,并将其与已知的标定数据进行比较,就可以确定流体的质量流量。
4. 优点
科里奥利质量流量计具有以下优点:
- 测量准确度高,重复性好;
- 对流体物性变化不敏感,可测量各种流体;
- 无移动部件,结构简单,维护方便;
- 压力损失较小,能耗低。
科里奥利质量流量计广泛应用于石油、化工、食品、制药等行业,是测量质量流量的理想仪器。
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)3式中 ----被测流体的密度,kg,m;2 A----流体的流通截面(一般为管道的流通截面), m;----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。
质量流量计的原理及应用实验报告1. 引言本实验旨在研究和探索质量流量计的原理和应用。
质量流量计是一种用于测量流体或气体质量流量的设备,具有高精度、快速响应和广泛应用等特点。
本实验通过实际测量和分析,深入了解质量流量计的工作原理和实际使用情况。
2. 实验目的•了解质量流量计的工作原理;•掌握质量流量计的使用方法;•分析质量流量计的实际应用场景。
3. 实验步骤3.1 准备工作•确保实验室中具备进行流量测量的基本设备和仪器;•确认待测流体或气体的类型和性质;•清洁并调整质量流量计,保证其正常工作状态。
3.2 流量测量实验1.将待测流体或气体连接至质量流量计;2.打开质量流量计的电源,并进行初始化设置;3.通过质量流量计的显示界面或输出接口,记录流体或气体的实时流量数据;4.根据实际需要,调整质量流量计的测量范围和采样频率等参数,并记录相应数据;5.进行多次测量,获取稳定且可靠的流量数据;6.将测得的数据进行整理和分析,计算平均流量值和流量波动度;7.根据实际需求,可进行附加实验,如测量多种不同流体或气体的流量值。
3.3 实验结果分析根据实验数据进行分析,探究质量流量计的性能和应用场景。
通过比较不同流体或气体的流量值,分析质量流量计在不同条件下的测量精度和可靠性。
同时,结合实验结果和实际需求,讨论质量流量计在工业、环境保护、医疗等领域的应用前景和潜力。
4. 结论通过本实验的进行,我们深入了解了质量流量计的工作原理和应用,掌握了质量流量计的使用方法和注意事项。
实验结果表明,质量流量计具有高精度、快速响应和广泛应用等优点,在工业、环境保护、医疗等领域具有广阔的应用前景。
5. 参考文献[1] Smith, A. (2010). Principles and practice of flow meter engineering. Springer.[2] Zhu, Q., & Yao, J. (2015). Advances in flow measurement techniques. Springer.[3] Grant, M. R., & Craven, D. R. (2018). Flow measurement handbook: industrial designs, operating principles, performance, and applications. Cambridge University Press.。
文丘里流量计的工作原理一、引言文丘里流量计是一种广泛应用于流体测量的仪器,具有精度高、稳定性好等优点,在工业生产中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍文丘里流量计的工作原理。
二、基本结构文丘里流量计主要由进口管、喷嘴、收敛段、喉管和扩散段组成。
其中,进口管是一个圆锥形的管道,喷嘴位于进口管的小端,收敛段是一个逐渐缩小的圆锥形管道,喉管是一个短而窄的圆柱形管道,扩散段则是一个逐渐扩大的圆锥形管道。
三、工作原理当液体通过进口管进入文丘里流量计时,由于进口管和喷嘴之间存在压差,液体会从喷嘴中高速射出,并在收敛段中加速。
在收敛段中,液体速度逐渐增加,同时压力逐渐降低。
当液体通过喉管时,它们达到最高速度,并且压力达到最低点。
此时,在扩散段中液体开始减速,并且压力开始上升,最终液体从扩散段中流出。
文丘里流量计的测量原理是基于质量守恒定律和动量守恒定律。
根据质量守恒定律,液体通过进口管、喷嘴、收敛段、喉管和扩散段的质量必须相等。
因此,可以通过测量喷嘴中的流速和压力来计算液体的质量流率。
根据动量守恒定律,当液体通过喷嘴时,由于存在压差,会产生一个反向的推力。
这个推力会随着液体在收敛段中加速而增大,在喉管中达到最大值,并在扩散段中逐渐减小。
因此,可以通过测量喷嘴和喉管中的压差来计算液体的质量流率。
四、优点与应用文丘里流量计具有精度高、稳定性好等优点,在化工、石油、冶金等领域得到广泛应用。
由于其结构简单,易于制造和维护,因此也被广泛应用于实验室测量领域。
五、总结本文详细介绍了文丘里流量计的基本结构和工作原理。
通过对质量守恒定律和动量守恒定律的应用,可以准确地测量液体的质量流率。
文丘里流量计具有精度高、稳定性好等优点,在工业生产和实验室测量中得到了广泛的应用。
实用文档
文案大全
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正比于2vq,如图1所示,密度计
连续测量出流体的密度,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2vq也成正比关系,故同样可按上述方法与密度计组合
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
实用文档
文案大全
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vq成正比,这类流量计与密度计组合,通过乘
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。
(1)热式质量流量计
实用文档
文案大全
热式质量流量计的基本原理是利用外部热源对管道内的被测流体加热,热能
随流体一起流动,通过测量因流体流动而造成的热量(温度)变化来反映出流体
的质量流量。
如图4所示,在管道中安装一个加热器对流体加热,并在加热器前后的对称
点上检测温度。设pc为流体的定压比热,T为测得的两点温度差,则根据传热
规律,对流体的加热功率P与两点间温差的关系可表示为
(1-4)
由上式可写出质量流量的方程式
(1-5)
图4 热式质量流量计结构示意图
当流体成分确定时,流体的定压比热为已知常数。因此由上式可知,若保持
加热功率P恒定,则测出温差T便可求出质量流量;若采用恒定温差法,即保
持两点温差T不变,则通过测量加热的功率P也可以求出质量流量。由于恒定
温差法较为简单、易实现,所以实际应用较多。这种流量计多用于较大气体流量
的测量。
为避免测温和加热元件因与被测流体直接接触而被流体玷污和腐蚀,可采用
非接触式测量方法,即将加热器和测温元件安装在薄壁管外部,而流体由薄壁管
内部通过。非接触式测量方法,适用于小口径管道的微小流量测量。当用于大流
量测量时,可采用分流的方法,即仅测量分流部分流量,再求得总流量,以扩大
量程范围。
图5为热式质量流量计的外观图。
实用文档
文案大全
图5 热式质量流量计外观图
(2)差压式质量流量计
差压式质量流量计是以马格努斯效应为基础的流量计,实际应用中利用孔板
和定量泵组合实现质量流量测量。常见的有双孔板和四孔板与定量泵组合两种结
构。
双孔板结构形式如图6所示,在主管道上安装结构和尺寸完全相同的两个孔
板A和B,在分流管道上装置两个流向相反、流量固定为q的定量泵,差压计连
接在孔板A入口和孔板B出口处。设主管道体积流量为vq,且满足vqq,则由
图可知,流经孔板A的体积流量qqv,流经孔板B的流量为qqv,根据差压
式流量测量原理,孔板A和B处压差分别为
(1-6)
(1-7)
式中,K为常数;为流体的密度。由上式可得
(1-8)
可见,孔板A、B前后的压差31ppp与流体质量流量vmqq成正比,
测出压差p便可以求出流体质量流量。
实用文档
文案大全
图6 双孔板差压式质量流量计结构原理图
由于双孔板质量流量计的定量泵流量必须大于主管道流量,并且要用两个定
量泵,在主管道流量较大时比较困难。因此,提出采用一个定量泵和四个孔板组
合的改进方案。如图7所示,从主管道流入的流量vq分成两路,并在支路安装
相同的孔板A、C和B、D,两个支路间安装一个定量泵,流量为q。设流过孔板
A的体积流量为Aq,流过孔板B、C、D的体积流量如图7中所示。用与上述计算
相同的方法,在vqq时,可求出如下关系
(1-9)
如果vqq,则变成如下关系
(1-10)
可见,四孔板与定量泵组合结构不论vqq或vqq均可测量。
这种测量方法,适于测量液体的质量流量,测量范围为0.5~250 kg/h,量
程比为20:1,测量准确度可达0.5%。
实用文档
文案大全
图7 四孔板差压式质量流量计结构原理图
(3)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
实用文档
文案大全
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
动角速度为若流体质量为m,则其上所作用的科氏力为
2Fmu
(1-11)
式中,F、、u均为矢量,是按正弦规律变化的。
U形管所受扭力矩为
112224MFrFrFrmur (1-12)
式中12FFFF,12rrr为U形管跨度半径。
因为质量流量和流速可分别写为:/mqmt,/uLt,式中t为时间,则上
式可写为
4mMrLq (1-13)
设U型管的扭转弹性模量为sK,在扭力矩M作用下,U型管产生的扭转角为。
故有
(1-14)
因此,由上两式得
4smKqrL (1-15)
U型管在振动过程中,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,则此最大角是不变的。由于角的存在,两直管端
1P、2
P
将不能同时越过中心位置Z-Z,而存在时间差t。由于角很小,设管端
在振动中心位置时的振动速度为pu,(puL),则
2sin2prr
tuL
(1-16)
从而
(1-17)
实用文档
文案大全
将上式代入式(1-15),得
(1-18)
对于确定的流量计,式中的sK和r是已知的,故质量流量mq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。
图9为科里奥利质量流量计的外观图。
图9 科里奥利质量流量计外观图