質(zhì)量流量計教材

質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時需要測量流體的質(zhì)量流量，如化學反應的物料平衡、熱量平衡、配料等，都需要測量流體的質(zhì)量流量。質(zhì)量流量是指在單位時間內(nèi)，流經(jīng)封閉管道截面處流體的質(zhì)量。用來測量質(zhì)量流量的儀表統(tǒng)稱為質(zhì)量流量計。質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計可分為：1、間接式/推導式(外補償式)2、直接式（內(nèi)補償式）質(zhì)量流量計由于這一類流量計的原理潔構(gòu)各不相同，其特點也不盡相同，其共同特點是：

1、對示值不用加以理論的或人工修正；

2、輸出信號僅與質(zhì)量流量成比例，而與流體的物性（如溫度、壓力、黏度、密度、雷諾數(shù)等）無關(guān)；

3、與環(huán)境條件（如溫度、濕度、大氣壓等）無關(guān)；

4、只需檢測、處理一個信號（即儀表的輸出信號），就可進行遠傳和控制；

5、只需一個變量對時間進行積分，所以流量的計算簡單。質(zhì)量流量計一、間接式質(zhì)量流量計:

間接式質(zhì)量流量計是一種體積流量測量裝置。他的輸出需經(jīng)過補償后才能換算成質(zhì)量流量。間接法又稱推導法，它的原理是用體積流量qv

乘上流體密度ρ求得質(zhì)量流量qm。質(zhì)量流量計間接式流量計：較普遍用于大管徑氣體和蒸汽流量；應用于石油制品則以溫度作密度換算的溫度—體積流量法測量。推導式質(zhì)量流量計的精度、重復性取決于所選用的體積流量計（如渦輪式、容積式、渦街式或差壓式）質(zhì)量流量計整體的精度要低于所選的體積流量計，因為還要包括其它參量儀表測量誤差以及函數(shù)誤差等。氣體質(zhì)量流量計中很大部分不用質(zhì)量單位而以標準狀態(tài)下體積流量表示質(zhì)量流量計1、容積流量—密度計組合式例如差壓式流量計與密度計組合、容積式流量計與密度計組合、速度式流量計(如渦輪流量計)與密度計組合。質(zhì)量流量計2、差壓式流量計—速度式流量計組合式例如標準孔板、差壓變送器與渦輪流量計或漩渦流量計組合。惠斯登橋惠斯登橋質(zhì)量流量是小流量測量的理想儀表，因泵的限制，用于粘度低于50mPa·s的液體。工作壓力最高為7MPa，使用溫度范圍為-30℃~+150℃。工業(yè)上常應用于汽車發(fā)動機等試驗臺測量燃油流量等，國外有定型產(chǎn)品（如美國FLO-TRON公司），尚未見到國內(nèi)定型商品。平行文丘利管質(zhì)量流量計僅見應用于實驗室。音速噴嘴通常用作質(zhì)量流量的標準表，作量值傳遞。質(zhì)量流量計3、溫度壓力補償式質(zhì)量流量計

（1）氣體流量計（如氣體渦輪流量計、漩渦流量計）配上溫度傳感器、壓力傳感器，經(jīng)流量計算機或智能顯示儀的補償計算顯示質(zhì)量流量。

（2）容積式液體流量計配溫度傳感器，經(jīng)智能顯示儀的補償計算顯示出質(zhì)量流量。

（3）過熱蒸汽的溫度、壓力測量配差壓式流量計，經(jīng)智能顯示儀補償計算顯示蒸汽質(zhì)量流量。

（4）飽和蒸汽的壓力或溫度測量配差壓式流量計，經(jīng)智能顯示儀補償計算顯示蒸汽質(zhì)量流量。

質(zhì)量流量計推導式質(zhì)量流量計的特點：1、推導式質(zhì)量流量計的性能在很大程度上取決于所選用的體積流量計；2、推導式質(zhì)量流量計仍帶有其它參量對體積流量計性能的影響，如流體粘度對渦輪流量計測量精度的影響；3、可用于較大管徑場所，而直接式質(zhì)量流量計當前還只能用于中小管徑；4、國內(nèi)已有多種型號流量計算機和有演算功能流量顯示積算儀可供選擇，尤其是以溫度/壓力作密度計算的氣體質(zhì)量流量應用普遍。然而，自動連續(xù)測量的密度計品種單一，影響直接密度計算方法的應用。

二、直接式質(zhì)量流量計直接法是直接檢測與質(zhì)量流量有函數(shù)關(guān)系的參變量以求得質(zhì)量流量。1、熱式質(zhì)量流量計

在流動的氣體中安裝電加熱絲，在其上游和下游處分別放置溫度檢測器、檢測出氣流被加熱前后的溫度變化，如果氣體的比熱是常數(shù)，則氣體的質(zhì)量流量與加熱電功率成正比（當溫度差恒定時），利用此關(guān)系即可測知質(zhì)量流量。

質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計2、雙渦輪質(zhì)量流量計

兩個由彈簧連接的渦輪、接受流體的能量（與質(zhì)量流量有關(guān)）而旋轉(zhuǎn)，因兩渦輪的后螺旋傾角不同而造成力矩差，該力矩差由連接彈簧所平衡并使兩渦輪間形成扭角，扭角的大小與質(zhì)量流量成比例。由兩渦輪旋轉(zhuǎn)發(fā)出的電脈沖信號分別送至顯示儀表，測量因扭角造成的相位差，可得知質(zhì)量流量。

質(zhì)量流量計3、動量矩式和慣性力式質(zhì)量流量計

根據(jù)牛頓第二定律原理。以力學觀點，質(zhì)量是物體慣性的量度，物體受外力作用，運動狀態(tài)發(fā)生變化，其變化量的大小與質(zhì)量有關(guān)，測量運動狀態(tài)對時間的變化率，即可得知質(zhì)量流量，根據(jù)這種原理可制成多種結(jié)構(gòu)的質(zhì)量流量計，其中發(fā)展最快的是測量科里奧利力的變化來反映質(zhì)量流量的科里奧利（Coriolis）式質(zhì)量流量計。質(zhì)量流量計科氏力質(zhì)量流量計的優(yōu)點1、直接測量真正的質(zhì)量流量，有很高的測量精確度。2可測流體范圍廣，包括高粘度液的各種液體，含有固形物的漿液，含有少量均勻分布氣體的液體，有足夠密度的氣體(壓力較高的氣體)。3、測量管的振幅小，可視作非活動件，測量管路內(nèi)無阻礙件或活動件。4、對迎流流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。5、測量值對流體枯度不敏感，流體密度對流量測量值的影響極微。6、可作多參數(shù)測量，如同期測量密度。質(zhì)量流量計科氏力質(zhì)量流量計的缺點：1、大部分型號CMF不能用于測量低密度介質(zhì)，如低壓氣體；液體中含氣量超過某一界限會顯著影響測量值。2、對外界振動干擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號CMF的流量傳感器安裝固定要求較高。3、壓力損失較大，與容積式儀表相當，有些型號的CMF甚至比容積式儀表大100%。4、大部分型號CMF的重量和體積較大。質(zhì)量流量計科式質(zhì)量流量計具有如下特點1、精度高。國外最好的產(chǎn)品的基本誤差優(yōu)于0.1%，零漂?。戳泓c穩(wěn)定度好），流量在大于7%的最大流量時，合成精度不大于0.15%。2、可測流體的種類廣泛?？蓽y量高粘度的各種液體、含有固形物的漿液、含有少量氣體的氣液雙相流體、有足夠密度的高壓氣體。3、測量管的振動幅度小，可視作非活動件，測量管路內(nèi)無阻礙件和活動件。4、對迎流流速不敏感，因而無上下游直管段的要求。5、測量值對流體粘度不敏感，流體密度變化對測量值的影響極微。6、可做多參數(shù)測量，如同期測量密度。質(zhì)量流量計7、對外界的振動干擾比較敏感。為防止管道振動影響，一般都有較高的安裝固定要求。8、壓力損失較大。與容積式流量計的壓損相近，有的甚至比容積式流量計的壓損大一倍。9、不能用于測量低密度介質(zhì)。10、在測量含氣液體時，如果含氣量太大會影響測量精度。11、不能用于大管徑，一般不大于6英寸。12、測量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會影響測量精度，尤其對薄壁測量管，影響更為顯著。13、與同規(guī)格的其他種類的流量計相比，重量和體積較大。14、價格昂貴。一般為1萬美元至2萬美元，國產(chǎn)科式質(zhì)量流量計也要3萬至6萬人民幣。質(zhì)量流量計影響流量儀表準確度的主要因素：排除流量儀表原理與結(jié)構(gòu)自身的原因,影響其準確度的外在因素主要歸結(jié)為以下三個方面:（1）流體的物性（2）流體的性狀（3）流動的特性質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計的安裝注意事項：1、檢測器部分的安裝位置應遠離能引起管道振動的設備（如工藝管線上的泵等），檢測器兩邊管道用支座固定，但檢測器外殼需為懸空狀態(tài)，可以有效的預防外界振動。2、檢測器不能安裝在工藝管線的膨脹節(jié)附近，要實現(xiàn)無應力安裝。防止管道的橫向應力，使檢測器零點發(fā)生變化，影響測量準確度。3、檢測器的安裝位置必須遠離變壓器、大功率電動機等磁場較強的設備。4、檢測器的安裝位置應使管道內(nèi)流體始終保證充滿測量管。5、需要時在傳感器上游安裝過濾器或氣體分離器等裝置，以濾出雜質(zhì)。6、流量計盡可能安裝到流體靜壓