質(zhì)量流量計(jì)教材

質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時(shí)需要測(cè)量流體的質(zhì)量流量，如化學(xué)反應(yīng)的物料平衡、熱量平衡、配料等，都需要測(cè)量流體的質(zhì)量流量。質(zhì)量流量是指在單位時(shí)間內(nèi)，流經(jīng)封閉管道截面處流體的質(zhì)量。用來測(cè)量質(zhì)量流量的儀表統(tǒng)稱為質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)可分為：1、間接式/推導(dǎo)式(外補(bǔ)償式)2、直接式（內(nèi)補(bǔ)償式）質(zhì)量流量計(jì)由于這一類流量計(jì)的原理潔構(gòu)各不相同，其特點(diǎn)也不盡相同，其共同特點(diǎn)是：

1、對(duì)示值不用加以理論的或人工修正；

2、輸出信號(hào)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(cè)、處理一個(gè)信號(hào)（即儀表的輸出信號(hào)），就可進(jìn)行遠(yuǎn)傳和控制；

5、只需一個(gè)變量對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，所以流量的計(jì)算簡單。質(zhì)量流量計(jì)一、間接式質(zhì)量流量計(jì):

間接式質(zhì)量流量計(jì)是一種體積流量測(cè)量裝置。他的輸出需經(jīng)過補(bǔ)償后才能換算成質(zhì)量流量。間接法又稱推導(dǎo)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(jì)間接式流量計(jì)：較普遍用于大管徑氣體和蒸汽流量；應(yīng)用于石油制品則以溫度作密度換算的溫度—體積流量法測(cè)量。推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)的精度、重復(fù)性取決于所選用的體積流量計(jì)（如渦輪式、容積式、渦街式或差壓式）質(zhì)量流量計(jì)整體的精度要低于所選的體積流量計(jì)，因?yàn)檫€要包括其它參量儀表測(cè)量誤差以及函數(shù)誤差等。氣體質(zhì)量流量計(jì)中很大部分不用質(zhì)量單位而以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積流量表示質(zhì)量流量計(jì)1、容積流量—密度計(jì)組合式例如差壓式流量計(jì)與密度計(jì)組合、容積式流量計(jì)與密度計(jì)組合、速度式流量計(jì)(如渦輪流量計(jì))與密度計(jì)組合。質(zhì)量流量計(jì)2、差壓式流量計(jì)—速度式流量計(jì)組合式例如標(biāo)準(zhǔn)孔板、差壓變送器與渦輪流量計(jì)或漩渦流量計(jì)組合?；菟沟菢蚧菟沟菢蛸|(zhì)量流量是小流量測(cè)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(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等試驗(yàn)臺(tái)測(cè)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(jì)僅見應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室。音速噴嘴通常用作質(zhì)量流量的標(biāo)準(zhǔn)表，作量值傳遞。質(zhì)量流量計(jì)3、溫度壓力補(bǔ)償式質(zhì)量流量計(jì)

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

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

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

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

質(zhì)量流量計(jì)推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn)：1、推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)的性能在很大程度上取決于所選用的體積流量計(jì)；2、推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)仍帶有其它參量對(duì)體積流量計(jì)性能的影響，如流體粘度對(duì)渦輪流量計(jì)測(cè)量精度的影響；3、可用于較大管徑場(chǎng)所，而直接式質(zhì)量流量計(jì)當(dāng)前還只能用于中小管徑；4、國內(nèi)已有多種型號(hào)流量計(jì)算機(jī)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(jì)算的氣體質(zhì)量流量應(yīng)用普遍。然而，自動(dòng)連續(xù)測(cè)量的密度計(jì)品種單一，影響直接密度計(jì)算方法的應(yīng)用。

二、直接式質(zhì)量流量計(jì)直接法是直接檢測(cè)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(jì)

在流動(dòng)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(cè)器、檢測(cè)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(dāng)溫度差恒定時(shí)），利用此關(guān)系即可測(cè)知質(zhì)量流量。

質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)2、雙渦輪質(zhì)量流量計(jì)

兩個(gè)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(hào)分別送至顯示儀表，測(cè)量因扭角造成的相位差，可得知質(zhì)量流量。

質(zhì)量流量計(jì)3、動(dòng)量矩式和慣性力式質(zhì)量流量計(jì)

根據(jù)牛頓第二定律原理。以力學(xué)觀點(diǎn)，質(zhì)量是物體慣性的量度，物體受外力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，其變化量的大小與質(zhì)量有關(guān)，測(cè)量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)時(shí)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(jì)，其中發(fā)展最快的是測(cè)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(jì)。質(zhì)量流量計(jì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)1、直接測(cè)量真正的質(zhì)量流量，有很高的測(cè)量精確度。2可測(cè)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?xì)怏w的液體，有足夠密度的氣體(壓力較高的氣體)。3、測(cè)量管的振幅小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)無阻礙件或活動(dòng)件。4、對(duì)迎流流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。5、測(cè)量值對(duì)流體枯度不敏感，流體密度對(duì)流量測(cè)量值的影響極微。6、可作多參數(shù)測(cè)量，如同期測(cè)量密度。質(zhì)量流量計(jì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的缺點(diǎn)：1、大部分型號(hào)CMF不能用于測(cè)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(huì)顯著影響測(cè)量值。2、對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，為防止管道振動(dòng)影響，大部分型號(hào)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(dāng)，有些型號(hào)的CMF甚至比容積式儀表大100%。4、大部分型號(hào)CMF的重量和體積較大。質(zhì)量流量計(jì)科式質(zhì)量流量計(jì)具有如下特點(diǎn)1、精度高。國外最好的產(chǎn)品的基本誤差優(yōu)于0.1%，零漂小（即零點(diǎn)穩(wěn)定度好），流量在大于7%的最大流量時(shí)，合成精度不大于0.15%。2、可測(cè)流體的種類廣泛。可測(cè)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(cè)量管的振動(dòng)幅度小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)無阻礙件和活動(dòng)件。4、對(duì)迎流流速不敏感，因而無上下游直管段的要求。5、測(cè)量值對(duì)流體粘度不敏感，流體密度變化對(duì)測(cè)量值的影響極微。6、可做多參數(shù)測(cè)量，如同期測(cè)量密度。質(zhì)量流量計(jì)7、對(duì)外界的振動(dòng)干擾比較敏感。為防止管道振動(dòng)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(jì)的壓損相近，有的甚至比容積式流量計(jì)的壓損大一倍。9、不能用于測(cè)量低密度介質(zhì)。10、在測(cè)量含氣液體時(shí)，如果含氣量太大會(huì)影響測(cè)量精度。11、不能用于大管徑，一般不大于6英寸。12、測(cè)量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會(huì)影響測(cè)量精度，尤其對(duì)薄壁測(cè)量管，影響更為顯著。13、與同規(guī)格的其他種類的流量計(jì)相比，重量和體積較大。14、價(jià)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(jì)也要3萬至6萬人民幣。質(zhì)量流量計(jì)影響流量儀表準(zhǔn)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(zhǔn)確度的外在因素主要?dú)w結(jié)為以下三個(gè)方面:（1）流體的物性（2）流體的性狀（3）流動(dòng)的特性質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)的安裝注意事項(xiàng)：1、檢測(cè)器部分的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離能引起管道振動(dòng)的設(shè)備（如工藝管線上的泵等），檢測(cè)器兩邊管道用支座固定，但檢測(cè)器外殼需為懸空狀態(tài)，可以有效的預(yù)防外界振動(dòng)。2、檢測(cè)器不能安裝在工藝管線的膨脹節(jié)附近，要實(shí)現(xiàn)無應(yīng)力安裝。防止管道的橫向應(yīng)力，使檢測(cè)器零點(diǎn)發(fā)生變化，影響測(cè)量準(zhǔn)確度。3、檢測(cè)器的安裝位置必須遠(yuǎn)離變壓器、大功率電動(dòng)機(jī)等磁場(chǎng)較強(qiáng)的設(shè)備。4、檢測(cè)器的安裝位置應(yīng)使管道內(nèi)流體始終保證充滿測(cè)量管。5、需要時(shí)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(jì)盡可能安裝到流體靜壓