质量式流量计(直接式、推导式

概述介质流量是控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。流量大小：单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。总量：在某一段时间内流过管道的流体流量的总和，即瞬时流量在某一段时间内的累计值。定义3概述MQQM或质量流量M体积流量Q如以t表示时间，则流量和总量之间的关系是ttMdtMQdtQ00,总总流量计：测量流体流量的仪表。计量表：测量流体总量的仪表。4概述1.速度式流量计以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。2.容积式流量计以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。3.质量流量计以测量流体流过的质量M为依据的流量计。质量流量计分直接式和间接式两种。5分类•一、直接式质量流量计图示双孔板差压式质量流量测量示意图232212QqKppQqKpp（式-18）（式-19）将式(式-19)减去式(式-18),可得QqKpp431KqMpp431即37QvAM38二、补偿式质量流量计（间接式）1.流速-密度补偿法图示流速-密度补偿法vAM质量流量2.压差-密度法图示压差-密度补偿法3.压差-流速补偿法图示压差-流速补偿法39QQQM2（式-20）vAQ又由于（式-21）vQAM21将式(式-21)代入式(式-20)，得1、目前使用的大多数流量计，其测量值随工作温度、压力、密度等参数的变化，测量准确性怎样？2、微动质量流量计的特点？3、微动质量流量计的工作：1）哥氏力是怎样产生的？2）在U型管上产生的扭力矩；3）质量流量qm与扭转角θ的关系；4）扭转角θ的检测；4、微动质量流量的性能特点。微动质量流量计•对体积流量计，测量值随介质工作温度、压力、密度等参数的变化而变化，仪表测量误差较大。•微动质量流量计是一种直接质量流量计，这种流量计是基于哥里奥利效应工作的，它的输出信号与质量成线性关系，不受被测流体的温度、压力、密度、流速分布、粘度和电导性变化的影响。•微动质量流量计的检测精确高(0.2%)，检测范围宽(20:1)可靠性高，维修量小，不需要直管段，易于满足耐腐蚀要求。在测流量的同时还可测流体的密度，它既可输出模拟信号，又可输出频率信号，便于和计算机连用，它可以构成本质安全系统。微动质量流量计的检测系统•由传感器、变送器及显示仪表三部分组成微动质量流量计的检测系统•传感器的敏感元件是测量管，不同厂家测量管的形态是不同的。•传感器的工作原理：通过励磁线圈使管子产生振动，流动的流体在振动管内产生哥氏力，由于测量管进出侧所受哥氏力相反，所以管子会产生扭转，再通过电磁检测器或光电检测器，将测量管的扭转角θ测出（θ与质量流量qm有一一对应关系），且转换成相应的电信号输出。哥氏力的产生•哥氏加速度是哥氏力的来源，哥氏加速度是由于质点不仅作圆周运动，而且也做径向运动或周向运动所产生的。当牵引运动为匀角速度定轴运动时，哥氏加速度的大小为：α=2ωv式中v—质点相对于转鼓的径向速度或周向速度。哥氏力按下式计算F=2mωv哥氏力的产生•当质量为m的流体以速度v流过一根以ω角速度绕其一端转动的管子时，这个流体就具有一个加速度，说明流体受到一个管子施加的力的作用，即：F=根据牛顿第三定律，流体对管子有一个反作用力：-F。这个现象就称为哥里奥利效应，α和F简称为哥氏加速度和哥氏力，f称为哥氏惯性力。va2vmma2f质量式流量计直接式：（振动管科里奥利力式）振动方向流体方向受力方向×驱动线圈80Hz0517科里奥利力（流出）0518科里奥利力（流入）质量式U型管式流量计0519一根水管左右摆动时的水花（轴侧视图）0520一根水管左右摆动时的水花（顶视图）测量原理：受力、扭角与质量科里奥利力：Fe=2mvω符合右手螺旋定则扭力矩与弹性力矩：Me=2rFe=Kfθ=Mf•流量与转角关系：θ=qKmfr4θθ05210521质量式流量计U型管的振动振荡器光电检测器有流量时05220523无流量时二、扭转角的检测trlp2当有流量通过传感器时，U形管出现扭转变形，由图4－44（b）可见，其幅度为图4－44U形管变形示意图LpLrt2trKLrtKLqm2288trKLrtKLqm2288可以看出，质量流量是U形管结构参数和电脉冲时间间隔的函数。不受流体的温度、压力等参数的影响，也与U形管的振动角速度无关。tmq微动流量计用远距离电子装置输出与质量流量成正比的模拟量或频率量。mq同时，电子装置接收传感器中温度敏感元件来的信号，用以补偿温度对U形管的弹性模数K的影响。电子装置输出控制信号驱动电磁激发器工作，保证U形管的振动幅度。微动流量计的主要性能•微动流量计可测气体、液体的质量流量，不受温度、压力、粘度影响，也可测量多相流体等的质量流量。•这种流量计的二次仪表均带有微处理机,配合被测液体的温度信号,经微处理机查双相被测液体各组分的密度表(此表存于微机的内存中),再经运算,可给出被测双相液体各组分所占百分数。如测量含有水份的油,不但给出其总的质量流量,还给出油、水各占的百分比。微动流量计的主要性能•P78