质量流量计的测量原理和应用

质量流量计的应用优势

(一) 质量流量计的应用优势

1)高精度流量测量：目前世界各处所应用的cmf其精度（或称不确定度）都优于±0.2%（o、r）、±0.015%（o、f、s），重复性优于±0.1%（o、r）、±0.01%（o、f、s）。

2)同时测量多种参数：cmf不仅可以测量出流体的瞬时质量流量和累积的总质量，同时还可以指示出流体的密度、温度,并由此派生出测量溶液中溶质所含的浓度。

①密度测量

②温度测量

3)应用范围广泛：

包括高粘度的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。cmf还能测量出双组份流中每种已知组份各自的质量流量，这是其它流量仪表难以实现的。

质量流量计的应用优势

例如油—水双组份流体，只要知道水和油的密度—温度函数关系，就不难从测出的混合质量流量混合密度中计算出各自的质量流量来。

质量流量计的应用优势

4)cmf检测器没有可动部件和密封件，从而结构简单、可靠性高、维护简便。

5)由于流场分布对cmf正常测量没有影响，所以对仪表上下游没有直管段的长度要求。

6)可以用于双向流的测量，能指出流向和质量流量等物理参数。

各种参数对流量计的影响

（二）各种参数对流量计的影响

1、温度影响

当被测流体温度增加时，cmf的振动管系统的刚性减小，这是由于测量管材料的固有弹性常数(包括弹性模量e和泊松比μ)产生变化的缘故。从下式可以看出：

qm=ks/8r2 ×?t

弹性刚性ks减小，则流量qm减小。此外，温度还会影响管子的几何尺寸和振动系统的结构尺寸，这也将对流量产生影响。目前在所有cmf中都加了温度补偿系统，对温度变化作了有效的补偿，但还存在补偿过度或不足的问题，残留较小的温度影响。

2、压力影响

最初一般认为流体压力变化不会影响cmf的性能，事实上经试验研究表明，在中等和高压(p≥1.5mpa)下，流体压力对cmf精确度的影响是不可忽略的。流体压力的作用使测量管变硬，流体压力和测量管的刚度成正比，由于刚度增加，从式上中可看出，在同样的变形条件下，流量将增大，这同温度的影响作用正好相反。

此外，压力的变化也会引起管子尺寸的变化，从而影响流量计的灵敏度。在意大利furiocascetta的一份研究报告里，提供了用一台某种型号的dn80的cmf的试验情况，在标准条

件下(t=2 0℃，p=0.2mpa)标定过，其范围为15～30t／h。然后，分别在2mpa、2.4mpa和2.8mpa 压力下试验，其结果是最小误差大约为1.57％(在p=2mpa时)，而最大误差为4.56％(在

p=2.8mpa时)。

这样的试验仅仅是个别的试验。应该说，各种不同型号的cmf，由于管子形状结构不同，尺寸不同，压力影响的情况也是不一样的，但在中压和高压应用的条件下，压力补偿问题对cmf 来说也是必不可少的。已有厂家在产品设计上采取措施，大大减少压力变化的影响。这方面的工作，有待进一步研究。

3、黏度影响

黏度对cmf的影响极微小，通常应用中不需要补偿。但当流体黏度过高时，可能会消耗激励驱动系统较多的能量，特别是在流动开始时。这种现象可能引起测量管瞬间阻塞，直到流量达到适当的程度为止。这种情况同仪表的设计有关。这种情况下，通常会在变送器内引起一个瞬间的报警状态。有的产品带有辅助电源箱，当黏度较高时，接入激励系统，以补充其能量的不足。

4、流动状况的影响

由上游和下游管子的构造状况所引起的旋涡和非均匀的畸变流速分布，cmf的性能通常是不受其影响的，因而一般不要求专门的直管段。尽管如此，一个好的管路系统均应遵守最优的原则。

cmf一般也能在脉动流的条件下应用。但在某些情况下，例如流体脉冲频率同管子振动频率相近时，将会影响cmf的性能，这就要求遵守制造厂家对于应用条件的推荐，避开谐振频率这样的脉动状况，也可采用脉动减振器。

5、振动影响

由于cmf是基于振动原理而工作的，如何防止外来振动(来自泵、管路系统，及其他机械振动、流动介质的水力学噪声等)对仪表性能的影响，是一个十分重要的问题。主要有四个方面的措施来解决。

①在产品设计上加以考虑。所有设计者都在自己的产品中采取了不同程度的抑制振动对测量管干扰的措施。例如对测量管做桥架，对测量管其到固定和支撑作用。

②制造厂家应向用户说明自己产品工作振动频率的范围，以便用户在应用中加以注意。一般弯管式频率为80～100hz，而直管式为700～1100 hz。各厂家产品有所不同。

③安装时仪表的进口和出口应有夹持和支撑，轴向管接头应与cmf接头尺寸相等，防止安装期间有过分的应力施加在cmf上。

④在安装环境较差时，考虑采用振动隔离——用柔性管连接(注意柔性管不能直接连接在传感器上)。

6、零点稳定性

很多制造厂家给出的cmf精确度指标中，在百分比误差之后有“±零点稳定性”一项，这也可以说是对于零点不稳定的一项控制指标。形成cmf零点不稳定的因素大体有如下几点。

①两根测量管不可避免的不对称性，从而在实际使用条件下由于温度压力等影响而造成零流量下的输出偏差。

②流体中含有物质的非均匀性，甚至有某些沉淀产生，造成不对称。

③仪表出厂时，动平稳补偿达不到理想要求。

④由于测量管的环绕产生的应力，在安装过程中产生应力，以及在安装过程中不注意产生的应力附加在测量管上。

减少零点漂移的途径，首先应在结构设计、制造工艺上加以考虑，保证两支管的对称性。为了更好地应用，仪表安装后应在现场使用的条件下重新调零。

还需要注意，cmf不应安装在靠近有较强电磁场的设备。

7、液体中夹杂气体的影响

在一项关于“科氏力质量流量计的比较试验”报告中显示，用7家公司的25mm口径cmf仪表各一台进行试验。在水中注入1％空气时，其误差为1％～15％，而在注入10％空气时，不同表的误差高达15%～80％。可见，cmf对液一气两相的应用也受到限制。

8、喷泄和空化影响

当管道内压力等于或低于流体汽化压力时发生喷泄现象，这常常是由于流体流速增加而引起的局部压力降所致。如果喷泄压力恢复并且汽化的旋涡破裂(内破裂)将发生空化现象。空化将引起测量误差，甚至损坏传感器。这就需要在cmf本身结构设计上以及接管、阀门等的选择和安装上避免流速和压力降的突然变化(如控制阀同cmf串联时，阀门应放在仪表下游等)。

9、冲蚀和腐蚀影响

由于固体颗粒或者空化现象在流动状态下的作用，流体在测量管内部会产生冲蚀。冲蚀影响的大小同仪表尺寸和几何形状、颗粒大小、耐磨性和流速等因素有关。对于每一种应用情况，都应有针对性地加以估计。

对于同介质接触的材料的腐蚀，包括电化学腐蚀，会缩短传感器的工作寿命。注意，必须选择适当的结构材料，同时用户要合理选型，保证同被测流体，包括清洗流体都必须是相溶的。

10、压力损失

不同类型的cmf的压力损失有所差别。一般厂家在其产品说明书中给出的压力损失数值均是以水作介质时的情况。

对于相对密度不等于1.0(而黏度相近)的过程流体，其压力损失大体为从曲线上查得的压力损失数值再除以该介质的相对密度；对于黏度同水差别较大的液体，其修正值要根据各厂家给出的方法估算。

对于高黏度流体的压力损失，各厂家均有自己的实际曲线(或数据软件)，用户询问时会给出相应的答复，有的在说明书上也可以查到。

在同样流量条件下，流体黏度增加，流体的压力损失就会增加，黏度对压力损失影响是非常明显的。

质量流量计选型

（二）质量流量计选型

流量仪表选型，首先要根据测量目的以及被测介质的性质、流体的流量范围、工艺条件下的流体参数、安装环境条件等各方面的因素，选用不同类型的流量计。

质量流量计选型

1、选型原则

（1）根据被测流体的类型选择流量计的结构

（2）安全性原则

（3）流量范围

（4）准确度

（5）压力损失

（6）其他性能因素

（7）性能价格比

质量流量计选型

2、选型方法

质量流量计的选型方法有手工计算法和软件法两种。具体方法与步骤：

（1）填写工艺操作条件

a、流体名称及性质

b、流体状态（液态、气态、浆液或其他形式）

c、工艺状况下的流量（最大、常用、最小值）

d、工艺状况下的压力（最高、常用、最低值）

e、工艺状况下的温度（最高、常用、最低值）

质量流量计选型

f、工艺状况下的密度范围

g、工艺状况下的粘度范围

h、工艺管道管径

i、允许测量误差

j、允许压力损失

k允许最大流速

质量流量计选型

（2）根据工艺条件，对照技术指标，预选传感器型号

（3）计算流量传感器的压力损失

（4）计算传感器测量管内的介质流速

（5）计算测量准确度

（6）变送器及二次仪表的选型

质量流量计选型

变送器及二次仪表的选型主要考虑以下几个方面：

a、安装结构形式

b、电源供给方式

c、信号输出方式

d、通讯方式及接口选择

e、根据测量功能的需要，选择二次仪表

质量流量计检定

（四）流量计检定

1、质量流量计检定规程

jjg897—1995《质量流量计检定规程》

2、质量流量计检定的基本内容

（1）外观

（2）耐压强度

（3）基本误差

（4）重复性

质量流量计检定

3、检定方法和设备要求

质量流量计的检定，一般是通过流量标准装置来进行的，流量标准装置可分为静态法和动态法两类。对于液体流量测量的质量流量计常采用液体流量标准装置进行检定。其方法有：

（1）静态称量（质量）法

用“质量法液体流量标准装置”，在测量时间间隔内，经换向器进入称量容器的液体质量。

质量流量计检定

（2）静态容积加密度计法

用“容积法液体流量标准装置”，在测量时间间隔内，经换向器流入定容容器的液体液体体积量，同时测出检定介质的密度，然后经过计算，以求得质量流量。

（3）标准体积管加密度计法

用“体积管法液体流量标准装置”，在测量时间间隔内，液体直接流入定容容器—标准体积管，同时测出检定介质的密度，然后经过计算，以求得质量流量的方法。

质量流量计检定

（4）标准表法

即以标准流量计为标准与被检质量流量计进行直接比较。

无论采用哪种检定方法，检定系统（即流量标准装置）的准确度应优于被检质量流量计基本误差限的1/3以上 .

质量流量计安装和调试

（五）流量计安装和调试

1、仪表安装

（1）安装场所的选择

根据质量流量计的测量原理，选择安装场所时，应着重考虑以下几点：

a、系统压力问题

当测量液化的气体或热溶剂以及有析出气体趋向的介质时，为防止气蚀的产生，必须保证安装在管线中的传感器有足够的被压。一定的被压要求还可以使介质始终充满传感器测量管，避免出现

半管而导致测量不准。

被压是指传感器下游端口出流体的压力，一般常在距离传感器下游端口3l（l为传感器长度）之内的管道处测量。

质量流量计安装和调试

最小被压指标为p≧a△p+bp0

△p——流量计压损

p0 ——最高工作温度下介质的饱和蒸汽压

a、b为系数——是流量传感器的结构以及介质的性质而定，一般由实验得出。

* 要保证背压，一是将传感器装在靠近泵出口侧，或装在上升管道的较低部位来测液体，

而且流量计下游上升管道的高度应不低于2m（视介质的密度而定），二是上升管道的下游侧不得有同样长或稍短的下降管道，以保证流体上升时产生的静压不被回降时抵消。

质量流量计安装和调试

*在测量易挥发的液体时，如液化气、溶剂等，cmf必须安装在压力大于该液体饱和蒸汽压处，

表前最好不加带节流性质的元件。如果必须加应远离cmf。

*由于液体达到其饱和蒸汽状态还受温度变化的影响，因此cmf应安装在远离高温源的地方。另外要避免阳光直接照射。

图4.4.1 静压被抵消的情况

质量流量计安装和调试

在测量易挥发液体的整个系统中，如果工艺条件允许的话，应尽量减少阻力件（如弯头、缩管、阀等），避免压力损失过大，保证系统压力。同时管道采取保温遮光的办法，避免温度变化所产生影响。

总之要防止系统压力低于流体的饱和蒸汽压，即液体蒸发汽化压力，该汽化压力使液体开始沸腾，而产生气化现象，使cmf不能正常工作。

b、避免电磁干扰和射频干扰

若装在大电机、射频发送器、变压器、大功率电开关等附近，传感器中测量管的自

激谐振动会受到干扰，而且检测器检测出来的微弱信号也可能被淹没在干扰信号中。另外，连接仪表各部分的电缆的走线也不要覆盖在这些可能产生干扰的设备上面，或是靠近。也不要靠近高压供电电缆。

质量流量计安装和调试

c、避免振动的影响

质量流量计的测量原理和结构都决定了外界振动对它会造成影响。

若需要在管线振动大的地点安装小口径流量计，可在流量计的进出端用软管连接，并将流量计本身固定在坚实稳定的基础或减振板上。

若需要在这种管线上安装大口径流量计，有时要用膨胀节来消振，但必须在膨胀节与传感器之间加装带有坚固支撑的短接，否则，由于管道的伸缩造成附加应力，致使流量计测量不准。

若传感器需要在同一管线串联安装，应特别注意防止由于共振产生的相互影响。它们之间的距离至少应大于传感器长度的3倍。或在两台传感器之间加装软连接。

在相邻两条管线上并联安装两台传感器时，也要注意保持两者之间的距离，防止产生相互影响。

质量流量计安装和调试

d、危险场所的安装

易燃易爆场所——采用防爆类型仪表

腐蚀环境——所有部件和电缆必须是抗腐蚀的

低温、高温环境——仪表的工作范围要符合要求

e、露天安装

要防止雨水从传感器、变送器的接线孔渗入。

f、信号传输电缆长度的限制

一般情况下，变送器及二次仪表都安装在安全区，也有一些直接在室内。由于信号传输的要求，仪表都强调要采用专用电缆,而且专用电缆最长限制在150~1000m之间。质量流量计安装和调试

g、流场分布从优原则

虽然cmf没有安装直管段的要求，但是如果有条件还是在其前保持一定的直管段为好。尤其在流速较高的情况下，表前的突然节流可能会造成空化和液体的喷泄。不仅会影响cmf的正常工作，而且还可能导致仪表的损坏。

h、其他注意事项

测量液体介质，特别是易汽化的液体或含有少量气体的液体介质时，应把传感器安装在管道的较低处，而不是安在最高处，以防止夹杂气体在测量管中聚集而导致测量误差。

测量气体介质，特别是非干燥气体或在高压下易液化的气体介质时，应把传感器安装在管道的较高处，而不是安在最低处，以防止液体在测量管中聚集而影响测量准确度。

质量流量计安装和调试

（2传感器安装方式的选择

传感器的安装一般分为垂直安装和水平安装两种方式。传感器安装方式应依据被测流体的类型和传感器自身结构加以选择。

a、垂直安装

直管型传感器——无论测量什么介质都适合。

弯管型传感器——“u”型和s型也可以。

注意，在测量非干燥气体、含有少量气体的液体以及含有固体颗粒的浆液时，“ω”和三角型不适合。

在垂直管道安装时，要保证测量管充满介质。

质量流量计安装和调试

要选择在上升垂直管道的最下段部位安装cmf。如图4.4.2所示：

质量流量计安装和调试

因条件所限，cmf只能安装在下流向管道时，在cmf下游必须安装孔板，以保证测量总是满管状态。否则，会因不能完全充满而产生气体，影响测量精度，甚至造成cmf不能起动运行。

同时在孔板后面要安装截止阀，以保证进行零点调整。如图4.4.3所示：

质量流量计安装和调试

b、水平安装

直管型传感器和弯管型传感器都适合。

在平行管道安装时，cmf要低位安装（如图4.4.4），因为在管路高空处，容易聚集空气。

因条件所限，https://www.sodocs.net/doc/5813952455.html, cmf只能

安装高位平行管段时，

在cmf后侧要加装孔板。

且在cmf前高点处加排

气装置，以便在仪表投

用和调校期间排出管道

气体。

质量流量计安装和调试

（3）传感器安装步骤

a、核对工艺参数

b、采取“无应力”措施，将传感器与上、下游截止阀及其前后配管整体预制在一起，然后焊接到管道中。

c、安装变送器及二次表

d 、电气连接

质量流量计安装和调试

1、调试投用

（1）调试

a、基本检查

传感器与管道连接

传感器与变送器及二次仪表的电气连接

上述检查确认无误后，通电、预热。

b、检查组态

过程变量的单位

流量范围及其对应输出

流动方向

小流量切除

密度测量范围设置

离散量输出设置（测量参数的高/低报警；系统故障报警等；）

质量流量计安装和调试

c、零流量调整

将流量计下游阀关死，最好将上游阀也关死，确认传感器中流量确实为零。在零流量条件下，将输出置为零。

（2）启动

将下游阀部分开启，然后慢慢打开上游阀，接着将下游阀完全打开，再将旁路阀关闭。至此，这台流量计进入正常测量工作状态。

结束语

从实际运用的情况来看，质量流量计无疑是当今世界流量测量仪表中比较先进的一种。但人们从它日益广泛的应用角度，又提出了新的期望。人们希望质量流量计能更进一步提高测量准确度，特别是从改进结构设计、制造工艺等方面入手，提高零点稳定性。由于质量流量计使用谐振式传感器，这就要求流量计的传感器能从结构上适应多种应用环境，并具有较强的抗干扰能力。为了扩大它的使用范围，还希望该流量计能不断提高测量气液两相、液固两相及气相介质的质量流量测量的能力和测量准确度。质量流量测量技术的发展正着重于两个方面：

结束语

其一，对多相流体、气体、腐蚀性流体、高温高压流体以及大流量和微小流量的流体等，有待使用有效的质量流量测量手段，使得质量流量的品种、规格能满足生产发展的需要。随着科学技术的进步，微波、电磁、核技术及微电子等新技术不断引入质量测量领域，无接触、无阻碍流体运动部件的高准确度测量质量的传感器技术将逐步成熟。质量流量计二次仪表的制造将日趋微电子化、数字化、和智能化，并将容入以现场总线技术为核心的控制和管理网络。

其二，流量标准装置应满足质量流量计的检定要求。随着生产技术的提高，各种类型质量流量计的准确度等级也在不断地提高，这就要求流量标准装置的准确度等级能够适应这一要求。质量流量计目前大多采用离线检定法，但因试验室检定条件和环境与质量流量计现场使用条件和环境相差甚远，造成附加的使用误差，降低了测量准确度。因此，开发质量流量计的现场在线标定技术，发展现场实液在线检定质量流量计的标准装置是解决这一问题的根本方法。

简述各种流量计原理及特点

简述各种流量计原理及特点（1） 1. 简述 目前工程实际中，流量测量方法及流量仪表的种类繁多，至今为止，可供工业用的流量仪表种类多达数十余种。在流量仪表的家族中，每种产品都有它特定的适用性及使用局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类：按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。 本文简要介绍目前最常用流量计分类法，主要有：差压式流量计、容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计质量流量计等分别简述各种流量计的原理及特点。 2. 差压式流量计 差压式流量计是通过安装于是工业管道中流量检测元件产生的差压，将已知流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计差压式流量计算流量计。 差压式流量计由一次检测件及二次仪表（差压转换器或变送器和流量显示仪表）组成。以检测件形式划分差压式流量计分类，有孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。二次仪表为各种机械、电子、机电一体式差压式流量计、差压变送器及流量显示仪表。差压式流量仪表是流量仪表大家族中应用最广泛的一中流量仪表，目前国内外已系列化、通用化、标准化，差压式流量计既可单独测量流量参数，也可测量其它参数（压力、物位、密度）等。差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水利阻力、动压头式、动压头增益及射流式、以及离心式等几大类。 检测件有标准化型式或非标准两大类。标准型检测元件是以标准文件设计、制造、安装和使用，无需经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。而非标型检测元件一般尚未列入国际标准中检测元件。差压式流量计也是应用最广泛的一种流量仪表，在各种流量计使用量中占据首位。 主要优点是：(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长;(2)应用范围广泛，至今尚无任何一流量计可与之比拟；(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。 主要缺点是：(1)测量精度普遍偏低：(2)范围度窄，一般仅3：1～4：1； (3)现场安装条件要求高；(4)压损大（指孔板、喷嘴等）。

质量流量计测量原理

科氏力质量流量计Coriolis flowmeters
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测量原理Measuring principle

FC010BPEA
本模块的学习目标
Objective of this learning module
参加人员能够理解： The participant understands… 这项技术的历史 …the history of the technology. 科氏力质量流量计的物理原理 …the physical principle of a Coriolis mass flowmeter. 科氏力流量计所能测量的过程参量 …what process values can be measured by a Coriolis flowmeter.
Classification: Advanced Customer training 01/08/2010 Li jugang Slide 2
科氏力流量计的一般设计 …the general design of a Coriolis flowmeter. 科氏力流量计的优点和局限 …the advantages and limitations of a Coriolis flowmeter.

FC010BPEA
科氏力流量计的历史 History of Coriolis flowmeters 1835年科里奥利（数学家）首次描述了科氏力的效应。 1835 – Gaspard Gustave de Coriolis (1792 – 1843) describes the Coriolis effect. 1851年费科通过科氏力效应演示了地球的自转-费科单摆 1851 – Jean Bernard Léon Foucault (1819 – 1868) demonstrates the earth rotation using the Coriolis effect (Foucault’s pendulum). 1977年Micromotion公司生产全球首台工业应用的科氏力流量计 1977 – MicroMotion Inc. introduces the first industrial Coriolis mass flowmeter. 1984年E+H公司生产了世界上第一台直管型科氏力流量计 1984 – Endress+Hauser Flowtec starts producing m-point, the first straight tube Coriolis flowmeter. 1994年E+H公司生产Promass系列产品。 1994 – Endress+Hauser introduces the Promass series.
Classification: Advanced Customer training 01/08/2010 Li jugang Slide 3

质量流量计工作原理的学习

质量流量计工作原理的学习 质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量，还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。质量流量计是一种重要的流量测量仪表。质量流量计是采用感热式测量。 流体的体积是流体温度和压力的函数，它是一个因变量，而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述，常用的流量计中，如孔板流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、超声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求，通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后，通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法，中间环节多，质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展，相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置，从而推动了流量测量技术的进步。 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P ?正比于2 qρ，如图1所示，密度计 v 连续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为

各种流量计的原理

一、按测量原理分类 (1)力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 (2)电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。 (3)声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。 (4)热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。 (5)光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 (6)原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表。 (7)其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等。 二、按流量计结构原理分类 按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种类型： 1. 容积式流量计 容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进行度量。流量越大，度量的次数越多，输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单，适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同，目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计；适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等． 2．叶轮式流量计 叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低，误差约±2％，但结构简单，造价低，国内已批量生产，并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高，一般误差为±0．2％一0．5％。 3．差压式流量计(变压降式流量计) 差压式流量计由一次装置和二次装置组成．一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量(流速)成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示．差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置(皮托管、均速管等)。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表．差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方式的70％。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量

科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性

科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性 中国计量研究院流量室李旭 一、工作原理 如图一所示，截取一根支管，流体在其内以速度V从A流向B，将此管置于以角速度ω旋转的系统中。设旋转轴为X，与管的交点为O，由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度ω运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上，在O点两边方向相反，大小相同，为： δFc ＝ 2ωVδm 因此，直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所产生的科氏力就可以测得质量流量。这就是科里奥利质量流量计的基本原理。 图1 科里奥利力的形成图2 早期科氏力质量流量计 二、结构 早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。 在商品化产品设计中，通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均采用使测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用，并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。 我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测

量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Ω形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。 1． S形测量管质量流量计 如图3所示，这种流量计的测量系统由两根平行的S形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。 图3 S形质量流量计结构 这种质量流量计的工作原理及工作过程，如图4所示。 图4 无流动时位移传感器的输出 当测量管中流体不流动时，两根测量管在驱动力作用下（作用在每根管子上的力大小相等、方向相反）作对称的等振幅运动。由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大，到两端逐渐减为零。这时在两个传感器上测得的相位如图4B 所示，由图中可以看出，两传感器测得的相位差为零。当测量管内流体以速度V 流动时，流体中任意值点的流速，可认为是两个分流速的合成：水平方向Vx及垂直方向Vy（与振动方向相同）。在恒定流条件下，流体沿水平方向的流速Vx 保持恒定。从图5中可以看出，管子的进、出口处振幅为零，流体质点垂直移动 速度Vx为零；

电磁流量计工作原理

电磁流量计的工作原理 电磁流量计（Eletromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，电磁流量计用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。 在结构上，电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。 电磁流量计的基本原理 (一)测量原理 根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度B，导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，则 e＝Blu (3－35) 与此相仿．在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线．如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势： e＝BD (3－36) 式中，为管道截面上的平均流速．由此可得管道的体积流量为： qv＝πDUˉ＝（3－37） 由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关．这就是电磁流量计的测量原理． 需要说明的是，要使式（3—37）严格成立，必须使测量条件满足下列假定： ①磁场是均匀分布的恒定磁场； ②被测流体的流速轴对称分布； ③被测液体是非磁性的； ④被测液体的电导率均匀且各向同性。 图3－17电磁流量计原理简图 1－磁极；2－电极；3－管道 (二)励磁方式 励磁方式即产生磁场的方式．由前述可知，为使式(3—37)严格成立，第一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场．为此，就需要选择一种合适的励磁方式。目前，一般有三种励碰方式，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁．现分别予以介绍． 1．直流励磁 直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场．这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响．但是，使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子．在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极．如图3—18所示．这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响电磁流量计的正常工作．所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等． 图3－18直流励磁方式 2．交流励磁

质量流量计工作原理

质量流量计工作原理 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P qρ，如图1所示，密度计 ?正比于2 v 连续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为 （1-1）靶式流量计的输出信号与2 qρ也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合 v 构成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 图1 节流式流量计与密度计组合 （2）体积流量计与密度计的组合

如图2所示，容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等， q成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘测得的输出信号与流体体积流量 v 法运算，即可求出质量流量为 （1-2）（3）体积流量计与体积流量计的组合 如图3所示，这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于和通过除法运算，即可求出质量流量为 （1-3） 图2体积流量计和密度计组合图3 节流式流量计和其他体积流量计组合除上述几种组合式质量流量计外，在工业上还常采用温度、压力自动补偿式质量流量计。由于流体密度是温度和压力的函数，而连续测量流体的温度和压力要比连续测量流体的密度容易，因此，可以根据已知被测流体密度与温度和压力之间的关系，同时测量流体的体积流量以及温度和压力值，通过运算求得质量流量或自动换算成标准状态下的体积流量。但这种测量方式不适合高压或温度变化范围大的情形，因为在此条件下自动补偿检测出来的温度、压力很困难。 2．直接式质量流量计 直接式质量流量计的输出信号直接反映质量流量，其测量不受流体的温度、压力、密度变化的影响。直接式质量流量计有许多种形式。

常见流量计的应用

常见流量计的应用 测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表，流量计是工业测量中重要的仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具，在国民经济中占有重要的地位。为了适应各种用途，各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过60 多种。按照目前最流行、最广 泛的分类法，即分为：差压式流量计、涡街流量计、涡轮流量计、浮子流量计、数字靶式流量计、电磁流量计、超声波流量计。1 差压式流量计 1.1 差压式流量计差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。差压式流量计是工业上使用最多的流量计之一，其测量精度是由其测量原理、结构、制造工艺水平、被测流体的性质和使用条件等决定的差压式流量计由一次装置（检测件）和二次装置（差压转换和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、V 锥流量计等。 1.1.1 孔板流量计孔板流量计的工作原理：在流体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，在孔板前流体稳定的向前流动，流体流过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和流 体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根成正比 1.1.2 V 锥流量计V 形锥流量计源于美国MCROMETER，是一种极具优势的新型差压式流量仪表。从二十几年前诞生开

质量流量计工作原理精编版

质量流量计工作原理精 编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

质量流量计工作原理 流体的体积是流体温度、压力和密度的函数。在工业生产和科学研究中，仅测量体积流量是不够的，由于产品质量控制、物料配比测定、成本核算以及生产过程自动调节等许多应用场合的需要，还必须了解流体的质量流量。 质量流量计的测量方法，可分为间接测量和直接测量两类。间接式测量方法通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量，这种方式又称为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 1．间接式质量流量计 间接式质量流量测量方法，一般是采用体积流量计和密度计或两个不同类型的体积流量计组合，实现质量流量的测量。常见的组合方式主要有3种。 （1）节流式流量计与密度计的组合 由前述知，节流式流量计的差压信号P qρ，如图1所示，密度计连 ?正比于2 v 续测量出流体的密度ρ，将两仪表的输出信号送入运算器进行必要运算处理，即可求出质量流量为 （1-1）靶式流量计的输出信号与2 qρ也成正比关系，故同样可按上述方法与密度计组合构 v 成质量流量计。密度计可采用同位素、超声波或振动管式等连续测量密度的仪表。 图1 节流式流量计与密度计组合 （2）体积流量计与密度计的组合 如图2所示，容积式流量计或速度式流量计，如涡轮流量计、电磁流量计等， q成正比，这类流量计与密度计组合，通过乘法运测得的输出信号与流体体积流量 v 算，即可求出质量流量为 （1-2）（3）体积流量计与体积流量计的组合 如图3所示，这种质量流量检测装置通常由节流式流量计和容积式流量计或速度式流量计组成，它们的输出信号分别正比于和通过除法运算，即可求出质量流量为

超声波流量计工作原理及常见问题概述.

超声波流量计工作原理及常见问题概述 一、工作原理 1、概述 超声流量计是一个测量仪表，它利用声学原理来测定流过管道的流体的流速。在气体的测量现场主要的检测元件包括一对或几对超声传感器。这些传感器都安装在管壁上，每一组传感器的表面都彼此具有规定的几何关系。 由一个传感器发射的超声脉冲由同一组内另一个传感器接收，反过来也如此。Q.Sonic-3 采用了一个单反射声道的方案，在对面的管壁处声脉冲有一次反射。此方案使声道的总长度增加，从而能改善分辨率（灵敏度）并拓宽流量计的范围度，如图2-1所示。 图2-1 信号反射路径 2 、流速的测量 超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器，就像一个渡船的船夫在横渡一条河。当气体不流动时，声脉冲以相同的速度（声速，C）在两个方向上传播。如果管道中的气体有一定流速V（该流速不等于零），则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间tD 会短些，而逆流传输时间tU会长些。这里所说的长些或短些都是与气体不流动时的传输时间相比而言；这样就有： L tD = ——————— -------------- (2.1) C + V ? cos 和 L tU = ——————— -------------- (2.2) C — V ? cos 式中，L代表两个传感器之间声道的直线长度，可按下式确定L： L D —— = ———— -------------- (2.3) 2 sin ^ 采用电子学手段来测量此传输时间。根据时间倒数的差，可按下式计算流速V ^ L 1 1 V = ————(—————)-------(2.4)

流量计的分类和工作原理

流量计的分类和工作原理 一．流量计的分类 按测量原理分有：力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按流量计的结构原理进行分类，即分为：容积式流量计、压差式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计。 二．常用流量计的工作原理及应用 1.压差式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的集合尺寸来计算流量的仪表。 应用：差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几毫米到几米；流动方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4～1/3。 2.浮子流量计 浮子流量计又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力式由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。 应用：浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用 3.容积式流量计 容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类，它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 应用：容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计，常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。 4.涡轮流量计 涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪器两部分组成，也可做成整体式。 应用：涡轮流量计在测量石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体获得广泛应用。 5.电磁流量计 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。 应用：电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其它流量计不易应用的问题，如脏污流、腐蚀流的测量。电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。 6.涡街流量计 涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。当通过流截面一定时，流速与导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量。

流量计的分类和工作原理

流量计的分类和工作原 理 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

流量计的分类和工作原理 一．流量计的分类 按测量原理分有：力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按流量计的结构原理进行分类，即分为：容积式流量计、压差式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计。 二．常用流量计的工作原理及应用 1.压差式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的集合尺寸来计算流量的仪表。 应用：差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用，如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几毫米到几米；流动方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/4～1/3。 2.浮子流量计 浮子流量计又称转子流量计，是变面积式流量计的一种，在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力式由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。 应用：浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围最宽广的一类流量计，特别在小、

微流量方面有举足轻重的作用 3.容积式流量计 容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度最高的一类，它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。 应用：容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量最大的流量计，常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。 4.涡轮流量计 涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子（涡轮）感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。一般它由传感器和显示仪器两部分组成，也可做成整体式。 应用：涡轮流量计在测量石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体获得广泛应用。 5.电磁流量计 电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。 应用：电磁流量计有一系列优良特性，可以解决其它流量计不易应用的问题，如脏污流、腐蚀流的测量。电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆和黑液，化学工业的强腐蚀液，有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。

各种流量计工作原理结构图

第一节节流式流量检测 如果在管道中安置一个固定的阻力件，它的中间是一个比管道截面小的孔，当流体流过该阻力件的小孔时，由于流体流束的收缩而使流速加快、静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压力差。它与流量(流速)的大小有关，流量愈大，差压也愈大，因此只要测出差压就可以推算出流量。把流体流过阻力件流束的收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流件。 作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种。标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管，如图9.1所示。对于标准化的节流件，在设计计算时都有统一标准的规定要求和计算所需的有关数据、图及程序；可直接按照标准制造、安装和使用，不必进行标定。 标准节流装置9.1 图 圆缺喷特殊节流件也称非标准节流件，如双重孔板、偏心孔板、圆缺孔板、1/4嘴等，他们可以利用已有实验数据进行估算，但必须用实验方法单独标定。特殊节流件主要用于特殊；介质或特殊工况条件的流量检测。目前最常见的节流件是标准孔板，所以在以下的讨论中将主要以标 准孔板为例介绍节测式流量检测的原理、设计以及实现方法等。一、检测原理

设稳定流动的流体沿水平管流经节流件，如刚在节流件前后将产生压力和速度的变化，流在截面 1处流体未受节流件影响，所示。9.2，流体静压力为p，束充满管道，管道截面为A11?是经节，流体密度为平均流速为v2。截面11，A流件后流束收缩的最小截面，其截面积为2?。图，流体密度为，平均流速为压力为Pv222中的压力曲线用点划线代表管道中心处静9.2流体的静压力压力，实线代表管壁处静压力。充分地反映和流速在节流件前后的变化情况，流体向中心在节流件前，了能量形式的转换。． 9.2 流体流经节流件时压力和流速变化情况图处，流束截面收缩到最小，流速达到最大，静压力最低。然后流束扩加速，至截面2处。由于涡流区的存在，导致流体能量张，流速逐渐降低，静压力升高，直到截面3?。P不等于原先静压力p，而产生永久的压力损 失损失，因此在截面3处的静压力13p设流体为不可压缩的理想流体，在流经节流件时，流体不 对外作功，和外界没有热 处沿管中心的流线、2能交换，流体本身也没有温度变化，则根据伯努利方程，对于截面1 有以下能量关系：22ppvv10201020???（9-1） ??2221?????。由于流速分布的不均匀，因为是不可压缩流体，则2处平均流速与截面1、21管中心的流速有以下关系：vCv,v?v?C） （ 9-222110120处流速分布不均匀的修正系数。1、2式中C，C为截面2112??v为能 量其损失的能量为，考虑到实际流体有粘性，在流动时必然会产生摩擦力，22损失系数。处的能量关系可写成：在考虑上述因素后，截面1、222?ppCC222102021v?v?v??） （9-3 212??222根据流体的连续性方程，有??vAvA? 9-4）（2211?，(9-2)-A 。／A ，收缩系数联解式=A／。又设节流件的开孔面积为A 定义开口截面比m=A 0210）可得式（9-421??p?pv?9-5）（20210?2222??mC?C?12的位置随流速而变，而实际取压点的位置是固定的；另外实际取2因为流束最小截面 压是在管壁取的，所测得的压力是管壁处的静压力。考虑到上述因素，设实际取压点处取??p

质量流量计的测量原理和应用

质量流量计的应用优势 (一) 质量流量计的应用优势 1)高精度流量测量：目前世界各处所应用的cmf其精度（或称不确定度）都优于±0.2%（o、r）、±0.015%（o、f、s），重复性优于±0.1%（o、r）、±0.01%（o、f、s）。 2)同时测量多种参数：cmf不仅可以测量出流体的瞬时质量流量和累积的总质量，同时还可以指示出流体的密度、温度,并由此派生出测量溶液中溶质所含的浓度。 ①密度测量 ②温度测量 3)应用范围广泛： 包括高粘度的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。cmf还能测量出双组份流中每种已知组份各自的质量流量，这是其它流量仪表难以实现的。 质量流量计的应用优势 例如油—水双组份流体，只要知道水和油的密度—温度函数关系，就不难从测出的混合质量流量混合密度中计算出各自的质量流量来。 质量流量计的应用优势 4)cmf检测器没有可动部件和密封件，从而结构简单、可靠性高、维护简便。 5)由于流场分布对cmf正常测量没有影响，所以对仪表上下游没有直管段的长度要求。 6)可以用于双向流的测量，能指出流向和质量流量等物理参数。 各种参数对流量计的影响 （二）各种参数对流量计的影响 1、温度影响 当被测流体温度增加时，cmf的振动管系统的刚性减小，这是由于测量管材料的固有弹性常数(包括弹性模量e和泊松比μ)产生变化的缘故。从下式可以看出： qm=ks/8r2 ×?t 弹性刚性ks减小，则流量qm减小。此外，温度还会影响管子的几何尺寸和振动系统的结构尺寸，这也将对流量产生影响。目前在所有cmf中都加了温度补偿系统，对温度变化作了有效的补偿，但还存在补偿过度或不足的问题，残留较小的温度影响。 2、压力影响 最初一般认为流体压力变化不会影响cmf的性能，事实上经试验研究表明，在中等和高压(p≥1.5mpa)下，流体压力对cmf精确度的影响是不可忽略的。流体压力的作用使测量管变硬，流体压力和测量管的刚度成正比，由于刚度增加，从式上中可看出，在同样的变形条件下，流量将增大，这同温度的影响作用正好相反。 此外，压力的变化也会引起管子尺寸的变化，从而影响流量计的灵敏度。在意大利furiocascetta的一份研究报告里，提供了用一台某种型号的dn80的cmf的试验情况，在标准条

质量流量计基本原理

质量流量计基本原理 质量流量计结构原理 在工业生产过程中，有时需要测量流体的质量流量，如化学反应的物料平衡、热量平衡、配料等，都需要测量流体的质量流量。质量流量是指在单位时间内，流经封闭管道截面处流体的质量。用来测量质量流量的仪表统称为质量流量计。 质量流量计由传感器，变送器及数字指示累积器等三部分组成。传感器根据科里奥利效应制成的，由传感管、电磁驱动器、和电磁检测器三部分组成。电磁驱动器使传感器以其固有频率振动，而流量的导入使u形传感器在科氏力的作用下产生一种扭曲，在它的左右两侧产生一个相位差，根据科里奥利效应，该相位差与质量流量成正比。电磁监测器把该相位差转变为相应的电平信号送入变送器，经滤波、积分、放大等电量处理后。转变成与质量成正比的4－20mA模拟信号和一定范围的频率信号两种形式输出。 质量流量计的测量原理以牛顿第二运动定律为基础 F=ma 式中F－流体作用力；m－被测介质质量；a－加速度。 当流体通过两个平行的测量管时，会产生一个与流速方向横向的加速度及相应的科里奥利力，该力使测量管振荡而发生扭曲，这一扭曲现象被称之为科里奥利现象。 根据牛顿第二运动定律，测量管扭曲量的大小是完全与流经测量管的质量流量的大小成正比的。当流体流过测量管时，流体就会受到科里奥利力的作用，测量管里流体所受科里奥利力的反作用，产生进口和出口的相位差。当流体为零

时，测量管在固有频率下振动，测量管不产生扭曲，流体进口和出口的相位差为零。当有流体流经测量管时进口处管子振动减速，出口处管子振动加速，进口与出口产生相位差。当质量流量增加时该相位差也增加。通过安装于进口和出口测量管上电磁信号检测器可测得相位差。 质量流量计的特点： 对示值不用加以理论的或人工经验的修正； 输出信号仅与质量流量成正比例，而与流量的物性（如温度、压力、粘度、密度雷诺数等）无关； 与环境条件（如温度、湿度、大气压等）无关； 只需检测、处理一个信号（即仪表的输出信号），就可进行远传和控制；只需一个变量对时间进行积分，所以流量的积算简单等等。

超声波流量计的测量原理及优缺点

超声波流量计的测量原理及优缺点 超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢。 超声波流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属无阻碍流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，它是发展迅速的一类流量计之一。 超声波流量计按测量原理分可分为时差式和多普勒式 利用时差式原理制造的时差式超声流量计近年来得到广泛的关注和使用，是目前企事业使用多的一种超声波流量计。 利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计多用于测量介质有一定的悬浮颗粒或气泡介质，使用有一定的局限性，但却解决了时差式超声波流量计只能测量单一清澈流体的问题，也被认为是非接触测量双相流的理想仪表。 超声波流量计的优点: （1）超声波流量计是一种非接触式测量仪表，可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的流动状态，不会产生压力损失，且便于安装。 （2）可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。 （3）超声波流量计的测量范围大，管径范围从20mm～5m。 （4）超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。 （5）超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式。 超声波流量计的缺点: （1）超声波流量计的温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。 （2）抗干扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。 （3）直管段要求严格，为前20D,后5D。否则离散性差，测量精度低。 （4）安装的不确定性，会给流量测量带来较大误差。

质量流量计工作原理

今天我们就来介绍质量流量计工作原理。 质量流量计工作原理：质量流量计是采用感热式测量，通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量，因为是用感热式测量，所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域将得到更加广泛的应用，相信将在推动流量测量上显示出巨大的潜力。质量流量计是不能控制流量的，它只能检测液体或者气体的质量流量，通过模拟电压、电流或者串行通讯输出流量值。但是，质量流量控制器，是可以检测同时又可以进行控制的仪表。质量流量控制器本身除了测量部分，还带有一个电磁调节阀或者压电阀，这样质量流量控制本身构成一个闭环系统，用于控制流体的质量流量。质量流量控制器的设定值可以通过模拟电压、模拟电流，或者计算机、PLC提供。 质量流量计的工作原理和典型结构 科氏力式质量流量计一般由传感器和信号处理系成，而流量传感器又是一种基于科里奥利力效应的谐振式传感器。这种传感器的敏感元件——振动管，是处于谐振状态的空心金属管，又称测量管。科氏力式质量流量传感器的测量管有各种不同的结构形式，按照传感器测量管的数量可将其分为单管型、双管型和连续管型三种结构。单管型结构简单，不存在分流问题，管路清洗方便。一般地说，它对外来振动比较敏感。双管型结构容易实现相位差的测量，可以较好地克服外来振动的影响，并对提高振动系统的Q值有利。目前大多数产品均采用这种结构。但这种结构同时带来的问题是两测量管中流过的流量不可能做到绝对相等，其中的沉积物和磨蚀也不可能绝对一致，从而引起附加误差。而且在两相流工作状态下，难以作到两测量管中流体分布的均匀一致，以致影响振动系统的稳定性。随着单管型结构中测量管系统的振动不平衡问题的解决，单管型结构仍具有一定的发展前景。连续管型是一种特殊形式的单管．它以环绕两圈的单管结构试图集单、双管型的优点于-身。根据测量管的形状，又可分为直管型和弯管型两大类。直管型一般外形尺寸小且不易于积存气体，但由于其振动系统刚度大，谐振频率高，相位差为微秒级，电信号的处理就比较困难。为了不使谐振频率过高，管壁必须较薄，以致其耐磨及抗腐蚀性能较差。弯管型的振

各种流量计工作原理及优缺点讲解

各种流量计工作原理及优缺点讲解 测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表．流量计是工业测量中重要的仪表之一．随着工业生产的发展，对流量测量的准确度和范围的要求越来越高，流量测量技术日新月异．为了适应各种用途，各种类型的流量计相继问世。目前已投入使用的流量计已超过100种。 每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。 按流量计的结构原理进行分类。有容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计。 按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可 分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。

一、按测量原理分类 1.力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。 2.电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。 3.声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式(冲击波式)等。 4.热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。 5.光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。 6.原于物理原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表．

各种流量计定义及特点(精)

1 概述 用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。有转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。 流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。至今为止,可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。 这60多种流量仪表,每种产品都有它特定的适用性,也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类;按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。 总量表测量一段时间内流过管道的流量,是以短暂时间内流过的总量除以该时间的商来表示,实际上流量计通常亦备有累积流量装置,做总量表使用,而总量表亦备有流量发讯装置。因此,以严格意义来分流量计和总量表已无实际意义。 按测量原理分有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。按照目前最流行、最广泛的分类法,即分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计，来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。 1.1差压式流量计 差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。 差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。 二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。 差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。 检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。 所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。 非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入国际标准中的检测件。 差压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。优点: (1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; (2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;