微型質(zhì)量流量計測量原理

    質(zhì)量流量計是采用感熱式測量，通過分體分子帶走的分子質(zhì)量多少從而來測量流量，因為是用感熱式測量，所以不會因為氣體溫度、壓力的變化從而影響到測量的結(jié)果 。質(zhì)量流量計是一個較為準確、快速、可靠、高效、穩(wěn)定、靈活的流量測量儀表，在石油加工、化工等領(lǐng)域?qū)⒌玫礁訌V泛的應(yīng)用，相信將在推動流量測量上顯示出巨大的潛力。質(zhì)量流量計是不能控制流量的，它只能檢測液體或者氣體的質(zhì)量流量，通過模擬電壓、電流或者串行通訊輸出流量值。但是，質(zhì)量流量控制器，是可以檢測同時又可以進行控制的儀表。質(zhì)量流量控制器本身除了測量部分，還帶有一個電磁調(diào)節(jié)閥或者壓電閥，這樣質(zhì)量流量控制本身構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，用于控制流體的質(zhì)量流量。質(zhì)量流量控制器的設(shè)定值可以通過模擬電壓、模擬電流，或者計算機、PLC提供。

微型質(zhì)量流量計主要特點

1. 適用多種介質(zhì)

2. 測量準確度高

3. 安裝直管段要求低

4. 可靠性好

5. 維修率低

6. 具有核心處理器

主要分類

質(zhì)量流量計可分為兩類：一類是直接式，即直接輸出質(zhì)量流量；另一類為間接式或推導式，如應(yīng)用超聲流量計和密度計組合，對它們的輸出再進行乘法運算以得出質(zhì)量流量。

直接式

直接式質(zhì)量流量計有多種類型，如量熱式、角動量式、陀螺式和雙葉輪式等。這種儀表適于測量小流量氣體，缺點是惰性大，測量值與氣體的定壓比熱有關(guān)，測量元件與介質(zhì)接觸，易被沾污和腐蝕。 為雙孔板差壓式質(zhì)量流量計。在管道A、B處安裝兩個相同的孔板。在分流管道中裝有兩個相同的可產(chǎn)生方向相反的恒定體積流量q的定流量泵。兩孔板前后壓力差△P=P1-P3=4Kρ，與ρ、Q成正比。式中K為常系數(shù)，ρ為密度，Q為管道體積流量，ρQ即為質(zhì)量流量。雙葉輪式質(zhì)量流量計是在同一直線上前后安裝兩個傾角分別為x1和x2的葉輪，兩葉輪之間利用扭簧連接，流體通過時，兩葉輪之間產(chǎn)生一個偏移角x，那么兩葉輪間力矩差△M與質(zhì)量流量Qm，流速u，傾角x1，x2存在△M=Qm*u*(k1*tgx1-k2*tgx2)的關(guān)系（k1和k2為葉片結(jié)構(gòu)尺寸常數(shù)），△M=k3*u*Qm，(k3=k1*tgx1-k2*tgx2).偏移角x=k4*△M=k4*k3*Qm*u;而葉輪組旋轉(zhuǎn)速度U與流體的流速成正比，U=k6*u，則整個葉輪組轉(zhuǎn)過兩葉輪偏角x所需的時間△t=x/U=k7*Qm.通過計數(shù)器測量出△t便能得出質(zhì)量流量Qm。

間接式

間接式質(zhì)量流量計有 3種主要型式:速度式流量計與密度計的組合，節(jié)流式（或靶式）流量計與容積式流量計的組合，節(jié)流式（或靶式）流量計與密度計組合。

還有一種根據(jù)流體的工作壓力、溫度將容積流量計的測量值換算成標準狀態(tài)下的容積流量。但是，當介質(zhì)的種類或成分改變時，它不能給出準確的質(zhì)量流量。嚴格說來，它不屬于質(zhì)量流量計。 輸出密度、比重、體積流量、質(zhì)量流量、質(zhì)量能量流量等，兼有指示、模擬量輸出、打印、越限報警、儀器故障報警等多種功能。

熱式

熱式質(zhì)量流量計的基本原理是利用外部熱源對管道內(nèi)的被測流體加熱，熱能隨流體一起流動，通過測量因流體流動而造成的熱量（溫度）變化來反映出流體的質(zhì)量流量。

當流體成分確定時，流體的定壓比熱為已知常數(shù)。因此由上式可知，若保持加熱功率恒定，則測出溫差便可求出質(zhì)量流量；若采用恒定溫差法，即保持兩點溫差不變，則通過測量加熱的功率也可以求出質(zhì)量流量。由于恒定溫差法較為簡單、易實現(xiàn)，所以實際應(yīng)用較多。這種流量計多用于較大氣體流量的測量。

為避免測溫和加熱元件因與被測流體直接接觸而被流體玷污和腐蝕，可采用非接觸式測量方法，即將加熱器和測溫元件安裝在薄壁管外部，而流體由薄壁管內(nèi)部通過。非接觸式測量方法，適用于小口徑管道的微小流量測量。當用于大流量測量時，可采用分流的方法，即僅測量分流部分流量，再求得總流量，以擴大量程范圍。

差壓式

差壓式質(zhì)量流量計是以馬格努斯效應(yīng)為基礎(chǔ)的流量計，實際應(yīng)用中利用孔板和定量泵組合實現(xiàn)質(zhì)量流量測量。常見的有雙孔板和四孔板與定量泵組合兩種結(jié)構(gòu)。

雙孔板結(jié)構(gòu)形式如圖6所示，在主管道上安裝結(jié)構(gòu)和尺寸*相同的兩個孔板A和B，在分流管道上裝置兩個流向相反、流量固定為的定量泵，差壓計連接在孔板A入口和孔板B出口處。

科里奧利

科里奧利質(zhì)量流量計（簡稱科氏力流量計）是一種利用流體在振動管中流動而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的原理來直接測量質(zhì)量流量的儀表。

科氏力流量計結(jié)構(gòu)有多種形式，一般由振動管與轉(zhuǎn)換器組成。振動管（測量管道）是敏感器件，有U形、Ω形、環(huán)形、直管形及螺旋形等幾種形狀，也有用雙管等方式，但基本原理相同。下面以U形管式的質(zhì)量流量計為例介紹。

★ 技術(shù)指標

主要參數(shù)

質(zhì)量流量精度: ±0.002×流量±零點漂移

密度測量精度: ±0.003g/cm3

密度測量范圍: 0.5~1.5g/cm3

溫度測量精度: ±1°C

傳感器

環(huán)境溫度: －40~60°C

介質(zhì)溫度: －50~200°C

防爆類型: iBⅡBT3

關(guān)聯(lián)設(shè)備: 配套變送器

變送器

工作溫度: 0~60°C

相對濕度: 95%以下

電 源: 220±10%VAC,50Hz或24±5%VDC,40W