质量流量计介绍

质量流量计培训

为什么要测量质量流量?

温度变化 体积1 体积 2质量 1 体积 1 质量2 体积 2

质量 1 = 质量 2

质量流量计的分类 1.科里奥利式质量流量计 这种流量计是利用流体在振管内产生的科氏力，采用直 接测量科氏力的方法得到流体质量流量。 2.量热式质量流量计(热式质量流量计) 这种流量计是在流体管壁外设置热源，利用流动气体传 递的热量与质量的关系，在其上下游产生温度变化而得到 气体的质量流量。 3.冲量式质量流量计 这种流量计是利用物料流体在一定的高度下落的冲量产 生的力，采用直接测力方法而得到流体质量流量。

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，采用这种原理有两种 实现方法：一是恒功率法，二是恒温差法。 当前主要用于测量气体。

恒温差法原理 流速传感器的温度高于 感温传感器一定温度 △T。当气体流经流速 传感器时，产生热量扩 散，这样电路单元提供 相应的能量使两个传感 器温差维持恒定温度 △T ,电路单元提供的 能量与电流成比例关系， 通过输出电信号可测出 流量。

恒温差法原理 参比RTD测量气体 温度 电子单元给加热探 头持续提供能量 通过电子单元调解， 保持恒温差 随着质量流量的增 加，气体分子将热 量扩散开来。

恒温差法原理 电子单元感应△T的减 少并且增加能量以维持 恒温差△T 随着质量流量的减少， 电子单元减少对加热探 头的能量供应。 对加热探头的总能量正 比于质量流量，微处理 器是输出信号线性。

恒功率法原理 传感器元件包括两个热电阻，其中一个是 感温电阻，另一个为加热电阻(温度高于 感温电阻),当无流量时，两个电阻的温 差最大，当有流量时，加热电阻温度降低， 两个电阻温差减少，由于两个RTD之间的 温差与过程流速及过程介质有关，从而与 流体的流量有关，因此，当有流量时，产 生温差.

恒功率法原理 参比RTD测量流 体温度 电子单元使加热 元件以恒功率加 热，在没有流体 时温度较高，有 流体时温度较低

恒功率法原理 当质量流量增加， 流体分子冷却加热 单元 非参比RTD测量温 度降低 电子单元转换为流 量信号 恒功率技术

热式质量流量计缺点 热式质量流量计响应慢。 被测量气体组分变化较大的场所，因cp值和热导 率变化，测量值会有较大变化而产生误差。 对小流量而言，仪表会给被测气体

带来相当热量。 对于热分布式TMF,被测气体若在管壁沉积垢层 影响测量值，必须定期清洗；对细管型仪表更有 易堵塞的缺点，一般情况下不能使用。 对脉动流在使用上将受到限制。 液体用TMF对于粘性液体在使用上亦受到限制。

热式质量流量计优点 热分布式TMF可测量低流速(气体0.02~2m/s)微小流量；浸入 式TMF可测量低~中偏高流速(气体2~60m/s),插入式TMF更适合 于大管径。 TMF无活动部件，无分流管的热分布式仪表无阻流件，压力损失 很小；带分流管的热分布式仪表和浸入性仪表，虽在测量管道 中置有阻流件，但压力损失也不大。 TMF使用性能相对可靠。与推导式质量流量仪表相比，不需温度 传感器，压力传感器和计算单元等，仅有流量传感器，组成简 单，出现故障概率小。 热分布式仪表用于H2 、N2 、O2、CO 、NO等接近理想气体的双 原子气体，不必用这些气体专门标定，直接就用空气标定的仪 表，实验证明差别仅2%左右；用于Ar、He等单原子气体则乘系 数1.4即可；用于其他气体可用比热容换算，但偏差可能稍大些。 气体的比热容会随着压力温度而变，但在所使用的温度压力附 近不大的变化可视为常数。

科里奥利力简介V=0 m =质点 w =角速度 v =径向速度 Fc =科里奥利力 V>0 Fc

Fc = -2m v w

Fc

视频一

视频二

科里奥利力简介 w = 角速度

Fc = 科里奥利力 = 相位差 A,B =相位传感器 y = 振幅 t = 时间

~ Fc ~ m

科里奥利质量流量计的工作原理驱动线圈连接传感器和变送 器，提供电源，信 号通讯

检测线圈

热电阻 (RTD)

变送器对检测线圈传输 来的信号进行处理

流量管 连接管线

科里奥利质量流量计的工作原理

在双管型质量流量计当中，入口处 的分流管把流入的介质均等地一分为 二，送到两根测量管中，这样保证了 100%的介质流经测量管 两根测量管由于驱动线圈的作用， 产生以支点为轴的相对震动。当测量 管中有流量时，产生如图所示的科里 奥利现象。