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质量流量计基本原理

日期:2024-04-26 22:47
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摘要: 质量流量计基本原理 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...

                                                                      质量流量计基本原理 

 
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、**的成本核算、飞机和导弹的燃料量控制,也都需要**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。
 

测量原理

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。
 

主要分类

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
  

质量流量计

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。 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。 为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ρQ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。

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。
 

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

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

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
 
  

图3

图1为量热式质量流量计。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。 现在常用的旁通管式质量流量计把管路用细管分成无数小型管路,再把其中一个管路引出来,把传感器置于旁通管外,此方法测量元件与介质隔开,但是响应速度和精度稍低,现在通过加工技术的进步,流量计的精度和重复性都有了很高的进步。
 
图2为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。
 
图3为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**个涡轮产生脉冲时,开始计数。**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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