质量流量计原理

质量流量计的原理~

质量流量计有直接式质量流量计和间接式质量流量计。间接式质量流量计是通过普通体积流量计与密度计相结合来测量质量流量的流量计，直接式质量流量计是能直接测出流体的质量流量，主要有科里奥利质量流量计和热式气体质量流量计。厦门宏控仪表就专门对这两种直接式质量流量计的工作原理做个介绍。
科里奥利质量流量计工作原理
HK-CMF系列科里奥利质量流量计是流量计中精度最高、重复性最好的产品，采用的是先进的科氏力传感器，使用单台科氏力质量流量计就可直接测量质量流量、介质密度、温度，让用户更直接了解 流体的运行过程。HK-CMF系列质量流量计由两单元组成：质量流量计传感器和质量流量计关联电子单元（即变送器），流量传感器由外壳、微振动测量管、振动驱动器和信号检测器及温度补偿元件等主要部件组成。当流体通过振动测量管时，在流体推动及外加于测量管的振动力作用下，测量管将获得附加的科里奥利力，其大小与流体的质量流量成正比，将科里奥得力引起的测量管的微小扭曲导致振动时的相位差转换为线性的电信号输出，即可获得质量流量的指示。质量流量计关联电子单元（即变送器）采用盘装结构并将信号转换器和流量数字显示器合为一体。使仪表整体结构简化，接线和使用均很方便。电子单元能输出标准电流信号4～20mA；0 ～10KHz频率信号，同时具有485通讯信号。与传感器配套组成质量流量计测量系统，完成质量流量的信号处理及输出。同时具有多参数数字显示、组态、通讯、查询等功能。能显示瞬时质量流量Qm、累积质量总量M、密度ρ、温度T；对于混合流体，如油水混合物，可显示油水比Rm（质量流量比或体积流量比）。

热式气体质量流量计工作原理
热式气体质量流量计是基于热扩散原理而设计的，该仪表采用恒温差法对气体进行准确测量。具有体积小、数字化程度高、安装方便，测量准确等优点。
传感器部分由两个基准级铂电阻温度传感器组成，仪表工作时，一个传感器不间断地测量介质温度T1；另一个传感器自加热到高于介质温度T2，它用于感测流体流速，称为速度传感器。该温度ΔT=T2-T1，T2>T1，当有流体流过时，由于气体分子碰撞传感器并将T2的热量带走，使T2的温度下降，若要使ΔT保持不变，就要提高T2的供电电流，气体流动速度热快，带走的热量也就越多，气体流速和增加的热量存在固定的函数关系，这就是恒温差原理。

其中ρg— 流体比重（和密度相关）
V — 流速
K — 平衡系数
Q — 加热量（和比热及结构相关）
ΔT — 温度差
由于传感器温度比介质（环境）温度总是自动恒定高出30℃左右，所以热式气体流量计从原理上不需要温度补偿。
热式气体质量流量计适用介质温度范围为-40-220℃。
（1） 式中流体比重和密度相关


其中 ρg— 工况体积下的介质密度（kg/m3）
ρn — 标准条件下介质密度（101.325 Kpa、20℃） （kg/m3）
P — 工况压力 （kPa）
T — 工况温度（℃）
从（1）（2）式可以看出，流速和工况压力，气体密度，工况温度函数关系已确定。
恒温差热式气体质量流量计不但不受温度影响，而且不受压力的影响，热式气体质量流量计是真正的直接式质量流量计，用户不必对压力和温度进行修正。

热式质量流量计的工作原理基于金氏定律（英文名称：King’s Law)。
利用外部热源对管道内被测量的气体进行加热，热能随着气体一起流动，通过测量管道内因气体流动而产生的热量变化，即：气体通过管路前后的温度变化，来计算气体的质量流量。另一种方法是通过测量加热气体时气体温度上升到某一点所需要的能量和气体质量之间的关系来计算得到气体的质量流量。
热式质量流量计内的传感器通常由两个基准级热电阻组成，一个是速度传感器，另一个是测量气体温度变化的温度传感器。当这两个热电阻被置于管道内被测气体中时，其中速度传感器被加热，另一个温度传感器则用于测量气体的温度。随着气体的流量增大，带走的热量就上升，那么温度传感器自身的温度就会下降。而温度传感器前后的温度变化值与通过该管路内的气体的质量流量恰恰是成线性比例的，由此工作原理则可推算出气体的质量流量。
计算公式：P/△T = A+B(Qm)k
其中，P为消耗功率，△T为气体经过管路前后的温度差，A和B为反应气体属性的物理常数，Qm为质量流量，K是指数系数。
再说的详细一点，热式质量流量计的工作原理还分为恒温差测量法和恒功率测量法。
热式质量流量计恒功率测量法的工作原理：
与上述相反，是在保持加热功率不变的状态下，通过测量气体经过管路前后的温度差来计算质量流量。
热式质量流量计恒温差测量法的工作原理：
顾名思义，就是在保持温度差不变的情况下，通过测量加热功率的变化来计算气体的质量流量。该工作原理相对于恒功率测量法来说，优点在于测量气体质量流量的响应速度较快，线性度较好，可达100：1。

1、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 。

同时它也是一个较为准确、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。

2、质量流量计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。由于这种流量计组态灵活，功能强大,性能价格比高，是新一代流量仪表。

3、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。

扩展资料

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。

1、科里奥利质量流量计

结构主体采用两根并排的U形管，让两根管的回弯部分相向微微振动起来，则两侧的直管会跟着振动，即它们会同时靠拢或同时张开，即两根管的振动是同步的，对称的。如果在管子同步振动的同时，将流体导入管内，使之沿管内向前流动，则管子将强迫流体与之一起上下振动。

2、热式质量流量计

热式质量流量计（以下简称TME）是利用传热原理，即流动中的流体与热源（流体中加热的物体或测量管外加热体）之间热量交换关系来测量流量的仪表，过去我国习称量热式流量计。当前主要用于测量气体

参考资料来源：百度百科-质量流量计

质量流量计原理为：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。

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。

扩展资料：

质量流量计的主要分类：

1、直接式

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。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。

2、间接式

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。

3、热式

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。

4、差压式

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。

5、科里奥利

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。

参考资料来源：百度百科-质量流量计

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

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。榛锐机电

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崇聪奥扎： 是基于热扩散原理的流量仪表.即是利用流体流过发热物体时,发热物体的热量散失多少与流体的流量成 的比例关系.具体来说,该流量计的传感器有两只标准级的RTD,一只用来做热源,一只用来测量流体温度,流体流过时,两者之间的温度差与流量的大小成非线性关系,该仪表就可以把这种关系转换为测量流量信号的线性输出.

西丰县18555185165： 质量流量计的工作原理?？
崇聪奥扎： 质量流量计是对被测介质的流量进行连续测量,测量结果是以公斤或吨等工程单位显示出来的流量仪表.质量流量计使用的是科里奥利原理!具体的细节请看http://bbs.hcbbs.com/viewthread.php?tid=155261

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