热式质量流量计
热式质量流量计
前言：
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。当前主要用于测量气体。
20世纪90年代初期，世界范围TMF销售金额约占流量仪表的8%，约4.5万台。国内90年代中期销售量估计每年1000台左右。过去流程工业用仪表主要是热分布式，近几年才开发热散（或冷却）效应式。
第一节原理和结构
热式流量仪表用得最多有两类，即1）利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计（thenmaI prohIe fIowmeter）曾称量热式TMF;2)利用热消散（冷却）效应的金氏定律（King s Iaw）TMF。又由于结构上检测元件伸入测量管内，也称浸入型（immersion type ）或侵入型（intrusion type）。有些在使用时从管外插入工艺管内的仪表称作插入式（insertion type）。
1.1热分布式TMF
热分布式TMF的工作原理如图1所示，薄壁测量管3外壁绕着两组兼作加热器和检测元件的绕组2，组成惠斯登电桥，由恒流电源5供给恒定热量，通过线圈绝缘层、管壁、流体边界层传导热量给管内流体。边界层内热的传递可以看作热传导方式实现的。在流量为零时，测量管上的温度分布如图下部虚线所示，相对于测量管中心的上下游是对称的，由线圈和电阻组成的电桥处于平衡状态；当流体流动时，流体将上游的部分热量带给下游，导致温度分布变化如实线所示，由电桥测出两组线圈电阻值的变化，求得两组线圈平均温度差ΔT。便可按下式导出质量流量qm，即：
（1）
式中cp -------被测气体的定压比热容；A -------测量管绕组（即加热系统）与周围环境热交换系统之间的热传导系数； K -------仪表常数。
在总的热传导系数A中，因测量管壁很薄且具有相对较高热导率，仪表制成后其值不变，因此A的变化可简化认为主要是流体边界层热导率的变化。当使用于某一特定范围的流体时，则A、cp均视为常量，则质量流量仅与绕组平均温度差成正比，如图2 Oa 段所示。Oa段为仪表正常测量范围，仪表出口处流体不带走热量，或者说带走热量极微；超过a点流量增大到有部分热量被带走而呈现非线性，流量超过b点则大量热量被带走。
测量管加热方式大部分产品采用两绕组或三绕组线绕电阻；除管外电阻丝绕组加热方式外还有利用管材本身电阻加热方式，如表1所示。测量管形状有直管形，还有∏字形结构，三绕组中一组在中间加热，两组分绕两臂测量温度。
为了获得良好的线形输出，必须保持层流流动，测量管内径D设计得很小而长度L很长，即有很大L/D比值，流速低，流量小。为扩大仪表流量，还可采用在管道内装管束等层流阻流件；扩大更大流量和口径还常采用分流方式，在主管道内装层流阻流件（见图3）以恒定比值分流部分流体到流量传感部件。有些型号仪表也有用文丘里喷嘴等代替层流阻流件。
市场上热分布式TMF按测量管内径分为细管型（也有称毛细管型）和小型两大类，结构上有较大区别。小型测量管仪表只有直管型，内径为4mm；细管型测量管内径仅0.2~0.5mm。稍大者为0.8~1mm，极容易堵塞，只适用于净化无尘气体。细管型仪表还有一种带有调节单元和控制阀等组成一体的热式质量流量控制器，结构如图4所示。
1.2基于金氏定律的浸入型TMF
金氏定律的热丝热散失率表述各参量间关系，如式2所示。
（2）
式中H/L -------单位长度热散失率，J/m?h;ΔT--------热丝高于自由流束的平均升高温度，K；λ --------流体的热导率，J/h?m?K;cV---------定容比热容，J/kg?k;ρ---------密度，kg/m3;
U---------流体的流速，m/h;d--------热丝直径，m.
如图5所示，两温度传感器（热电阻）分别置于气流中两金属细管内，一热电阻测得气流温度T；另一细管经功率恒定的电热加热，其温度Tv高于气流温度，气体静止时Tv 最高，随着质量流速ρU增加，气流带走更多热量，温度下降，测得温度差ΔT=Tv-T.这种方法称作“温度差测量法”或“温度测量法”。
消耗功率P和温度差ΔT如式3所示比列关系，式中B, C, K均为常数，K在?~?之间。从式2便可算出质量流速，乘上点流速于管道平均流速间系数和流通面积的质量流量qm，再将式3变换成式4。
（3）
（4）
式4中E是与所测气体物性如热导率、比热容、粘度等有关的系数，如果气体成分和物性恒定则视为常数。D则是与实际流动有关的常数。
若保持ΔT恒定，控制加热功率随着流量增加而增加功率，这种方法称作“功率消耗测量法”。
第二节优点
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。
第三节缺点
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。
第四节分类
按流体对检测元件热源的热量作用可分为热量传递转移效应和热量消散效应或冷却效应。
按检测变量可分为温度测量法和功率消耗测量法。
按流量传感器结构可分为（有测量管的）接入管道式和插入式。
按测量流体可分为气体和液体用。
气体是当前TMF主要应用的流体，从微小流量到大管径大流量都可使用。
液体用TMF 在20世纪90年代初中期开始发展并在工业生产中应用，但当前主要为微小流量仪表。有消耗功率测量法的热分布式TMF和利用珀尔帖（PeItier）致冷元件在检测部位致冷（即附加热）的TMF。后者的测量原理如图6所示，流量传感器由测量毛细管、电子冷却装置（珀尔帖元件）和3各温度检出件组成。测量管和致冷元件接触，无液体流动时冷却到某一温度时，两者温度相等；液体流动时致冷元件附近测量毛细管温度上升，如虚线所示分布，测量温度检测点的两者温度差以求的流量。
第五节选用考虑要点
5.1 应用概况
TMF目前绝大部分用于测量气体，只有少量用于测量微小液体流量。
热分布式仪表使用口径和流量均较小，较多应用于半导工业外延扩散、石油化工微型反应装置、镀膜工艺、光导纤维制造、热处理淬火炉等各种场所的氢、氧、氨、燃气等气体流量控制，以及固体致冷中固体氩蒸发等累积量和阀门制造中泄漏量的测量等。在气体色谱仪和气体分析仪等分析仪器上，用于监控取样气体量。分流型热分布式仪表应用于
30~50mm以上管径时，通常在主流管道上装孔板等节流装置或均速管，分流部分气体到流量传感器进行测量。
冷却效应的插入式TMF国外近10年在环境保护和流程工业中应用发展迅速，例如；水泥工业竖式磨粉机排放热气流量控制，煤粉燃烧过程粉/气配比控制，污水处理发生的气体流量测量，燃料电池工厂各种气体流量测量等等。大管道用还有径向分段排列多组检测元件组成的插入检测杆，应用于锅炉进风量控制以及烟囱烟道排气监测SO2和NOX排放总量。
液体微小流量TMF应用于化学、石油化工、食品等流程工业实验性装置，如液化气流量测量，注入过程中控制流量；高压泵流量控制的反馈量；药液配比系统定流量配比控制；直接液化气液态计量后气化，供给工业流程或商业销售。还有在色谱分析等仪器上用作定量液取样控制以及用于动物实验麻醉液流量测量。还未见到液体微小流量TMF国内定型产品。
5.2流体种类和物性
TMF只能用于测量清洁单相流体------气体或液体，用气体的型号不能用于液体，反之亦然。对于热分布式气体还必须是干燥气体，不能含有湿气。流体可能产生的沉积、结垢以及凝结物均将影响仪表性能。对于热分布式TMF制造厂还应给出接受的不清洁程度，例如大部分给出允许微粒粒度，用户可按此决定是在仪表前装过滤器。浸入式TMF对清洁度要求低些，则可用于测量烟道气，但必须装有阀等插入机构，能再不停流条件下去取出检测头。
（1）流体的比热容和热导率
从式1和式2可知，TMF工作时流体的比热容和热导率保持恒定才能测量准确。被测介质工况温度、压力变化范围不大，仅在工作点附近波动，比热容变化不大，可视作常数。若工作点压力温度远离校准时压力温度，则必须在该工作点压力温度下调整。表2列出几种气体在不同压力温度下的定压比热容，可看到其变化程度。
表2 几种气体定压比热容cal/(g?K)
种类温度/K
压力/ MPa
0.001 0.1 1 10
空气300
400
500
0.240
0.242
0.246
0.241
0.242
0.246
0.244
0.244
0.247
0.278
0.260
0.257
氩气Ar 300
400
500
0.124
0.124
0.124
0.125
0.125
0.125
0.127
0.125
0.125
0.155
0.139
0.133
二氧化碳CO2 300
400
500
0.202
0.224
0.242
0.204
0.225
0.243
0.220
0.231
0.246
----
0.314
0.272
一氧化碳
CO 300
400
500
0.249
0.250
0.254
0.249
0.250
0.254
0.253
0.253
0.256
0.285
0.272
0.267
甲烷CH4 300
400
500
----
----
----
0.54
0.60
0.69
0.55
0.61
0.69
0.65
0.64
0.71
氮气N2 300
400
500
0.249
0.250
0.252
0.249
0.250
0.252
0.252
0.251
0.254
0.285
0.268
0.263
氧气O2 300
400
500
0.220
0.225
0.232
0.220
0.225
0.232
0.223
0.227
0.223
0.259
0.243
0.243
注：1cal/ (g?k)=4186.8J/ (kg?K)
（2）流量值的换算
热分布式TMF制造厂通常用空气或氮气在略高于常压的室温工况条件下标定（校准）。如实际使用工况有异或不用于同一气体，均可通过各自条件下比热容或换算系数换算。
1）同一气体不同工况的流量换算从表2的数值可以看出空气、氩气、一氧化碳、氮气、氧气压力在1MPa以下、温度在400K以下变化，定压比热容变化仅在1%~2%之间，大部分使用场所可不作换算；压力温度变换较大时也可利用式6计算，因为同一气体两种工况条件下定压比热容的比值与摩尔定压比热容的比值是相等的。
2）不同气体间流量换算有些制造厂的使用说明书给出以空气为基数的转换系数F，可按式6换算；也可直接以标定（校准）气体和实际使用气体的摩尔定压比热按式6换算，但因还有热导率等其他因素，换算后精度要降低些。表3给出若干气体按摩尔定压比热容直接计算和若干制造厂提供的两种转换系数数据，其中Freon12两者差别较大。
表3 几种气体的转换系数
各厂提供的转换系数单双原子气体差别较小，仅百分之几；烃类气体则差别较大，达20% ~30%。
(5)
(6)
式中qm-----仪表标定的质量流量，但通常以标准状态体积流量表征，L/h（标准状态）；
qm' -------特使用气体的质量流量。L/h（标准状态）；
cP-------标定气体的摩尔定压比热容，通常为空气，J/ (moI·k);
c'P-------待使用气体的摩尔定压比热容，J/ (moI·k)。
浸入式TMF由于式（3）和式（4）中各系数由各个检测元件几何形状和所测气体而定，所以目前通常只能在实际使用条件下个别校准。
3）混合气体的换算的转换系数混合气体的换算亦按式6进行，惟其转换系数Fmix 按式7合成
（7）
式中V1,V2,----Vn为各成分气体体积的占有率；F1,F2,-----Fn为各成分气体的转换系数。
（3）流体中含有异相和低沸点液体
气体用仪表，热分布式必须是清洁气体，不能有固相，浸入式则可允有微粒，但均不得含有水气。测量液体时如混入气泡会产生测量误差。
由于大部分TMF要带给流体一定热量，流体温度会升高，如所测液体是低沸点液体，应考虑液体汽化气化问题，必要是时选用致冷元件的TMF。
5.3 仪表性能考虑
（1）流量范围、流速和范围度
TMF的流量应以单位时间流过的质量来表示，但测量气体时习惯上亦常以计算到标准状态下单位时间流过的体积表示。流速亦以标准状态下单位时间流过距离的长度表示。与其他流量计相比，TMF适用于低流速范围，特别是小口径热分布式；带测量短管浸入检测杆式可选上限（满度）流速范围较宽，上限范围度（最大上限流量/最小上限流量）在10~ 30（TH1200型）和60 ~80 (TH1300型)之间。
插入式TMF的上限流速选择范围较宽，可在0.5~100m/s,但较多用于3~60m/s之间，视仪表结构设计而异。插入式TMF 适用于低流速烟道气测量。
液体用TMF的上限流量很小，国外现有产品上限流量范围在10－1~102g/min数量级之间；流量范围度在10:1~50:1之间。
（2）精确度和重复性
TMF 具有中等测量精确度。热分布式的基本误差通常在±（2~2.5）%FS之间。国外设计优良的产品则有较高精确度，基本误差为±1%FS，重复性则在0.2%~0.5%FS之间。带测量短管浸入式的基本误差相仿，亦在±（2~2.5）%之间，设计优良的产品可达±2%R。插入式除仪表本身基本误差外，还应加上流速分布系数变化影响等，单点测量影响较大，多点或多检测杆则影响较小，合计约在±（2.5~5）%FS之间。
插入式仪表检测的点数视流通面积和流动状况而定，有制造厂在正常流速分布流动状况下，推荐检测点数为：；圆管直径在200mm以下为单位单点，200~300mm为双点，
350~700mm为3~4点，750~1200为5点，1250mm以上为6点。矩形管面积0.05m2以下为单点，0.1~0.2m2为2~4点，0.2~2.5mm2为4~12点，2.5m2以上为12~20为点。
（3）响应性
在流量仪表中TMF的响应时间是比较长的，时间常数一般为2~5s，响应较快者为0.5s，
有些型号长达数秒、十几秒甚至几十秒者。若应用于控制系统不能选用响应时间长的仪表。
（4）流体温度，环境温度和环境温度影响量
流体使用温度一般为0~500C，范围较宽者为─10~1200C，应用于窑炉或烟道的高温高粉尘型则可高达5500C。加热热源温度高于气体数十度（K）。
测量气体时流体温度变化，不像体积流量仪表那样气体体积变化改变所测（体积）流量，并不影响质量流量，然而如前文所述若温度变化过大，比热容的变化会导致量程变化。这种影响因气体种类而异，如空气、氮气、氧气、氢气等影响量不大；但有些气体例如甲烷压力在0.1MPa，温度从300K升高到400K定压比热容要增加11.1%（见表2）此外还有零点偏移影响。
环境温度适用范围通常为(0~50)0C。较宽者为(─10~ +80)0C。环境温度激烈变化将影响经外壳散失的热量，导致测量值的变化，包括零点偏移和量程变化。环境温度影响量一般为±(0.5~1.5)%/10K，但也有一些制造厂声称无环境温度影响。
（5）压力损失
气体用仪表压力损失很小，满量程流量时热分布式压力损失均在10kpa以下，其中带层流分流部件（或无分流部件）的小管型，如LDG-1DB、LDG-2DB型仅数十帕；浸入式亦仅数十帕。
第六节安装使用注意事项
6.1 安装姿势（方向）
1）热分布式大部分热分布式TMF的流量传感器可任何姿势（水平、垂直或倾斜）安装，有些仪表只要安装好后在工作条件压力、温度下作电气零点调整。然而有些型号仪表对安装姿势具有敏感性，大部分制造厂会对此就安装姿势影响和安装要求作出说明。例如LDG-□DB系列为减少环境气氛对流传热影响，只能水平安装，水平度允差±20。应用于高压气体时流量传感器则宁可选择水平安装，因为这样便于做到调零的零偏置。
2）浸入式大部分浸入式TMF性能不受安装姿势影响。然而在低流速测量时因受管道内气体对流的热流影响，使安装姿势显得重要。因此在低和非常低流速流动时要获得精确测量，必须遵循制造厂依据仪表设计结构而定的安装建议。
6.2 前置直管段
1）热分布式本类仪表对上下游配管布置不敏感，通常认为无上下游直管段长度要求。国际标草案ISO/DIS 11451认为流量测量不受旋转流和流速场剖面畸变影响。然而BS 7405却认为；①上下游直管段长度可小至2D；②在进口端置一金属（或塑料）网，可有效地改善流速分布畸变，得到分布均匀的气流；③要防止从小管径突然扩大进入较大口径仪表，要缓慢过渡。
2）浸入式带测量管的浸入式流量传感器和插入式仪表需要一定长度前置直管段，ISO/DIS 14511对此未作具体规定，而按制造厂建议的值。BS 7405建议对于在管道中用插入热丝流速计时，需要(8~10)D的上游直管段和(3~5)D的下游直管段。表4列举Sierra 公司对带测量管浸入式TMF所规定的上直管段长度；若在其进口端装一块或二快多孔板式流动调整器（整流器）后，则其长度可大为缩短，如表最右列所示。
表4 带测量管浸入式上游直管段长度列
注：摘自Sierra 公司760UHP型780UHP型样本。
只有一组温度检测点的插入式仪表与带测量管浸入式仪表的上游直管段长度要求相近（只相差检测杆到测量管进口端的距离）；多组检测点的检测杆或多根检测杆的TMF,直管段长度可缩短很多，通常制造厂会提供建议。
6.3 仪表连接管道的振动
连接TMF的管道在常见实际范围内的振动不会产生振动干扰，在正常情况下不影响仪表的测量性能。惟插入式TMF的检测杆必须牢固地固定于管道，并避免装在有振动的场所。
6.4 脉动流的影响
TMF响应时间长，不适应脉动流流量测量。若作测脉动流测量，应了解TMF的响应性，以保证能跟随的上脉动的速度变化。脉动引起的测量误差通常使仪表输出偏高，其程度取决于脉动幅值和频率。
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)
热式质量流量计工作原理与常见问题分析
热式质量流量计工作原理与常见问题分析 【摘要】介绍了热式质量流量计的工作原理与特点，同时分析了流量计在使用过程中经常出现的故障及处理方法，最后对日常维护做了简要说明。 【关键词】热式质量流量计；工作原理；常见故障；处理方法；日常维护 引言 热式质量流量计在传统化工企业中不多常用，但在聚甲醛精细化工企业中，由于使用化工原料三氟化硼，因三氟化硼是剧毒腐蚀性化学品，作为三聚甲醛反应过程的催化剂，使用量很小，而且要求测量准确、调节精密，常规流量仪表无法达到三氟化硼的测量要求，从而采用专用流量计--三氟化硼热式质量流量计实现测量调节，以达到工艺装置生产的要求。本文适用于聚甲醛化工企业中在线使用的SLAMF50SH1CD1K2A1K411AA热式质量流量计（品牌BROOKS），其他同类型仪表可参照使用。 1 工作原理 热式气体质量流量计是利用热扩散原理测量气体流量的仪表。传感器由两个基准级热电阻（RTD）组成。一个是速度传感器RH，一个是测量气体温度变化的温度传感器RMG。当这两个RTD置于被测气体中时，其中传感器RH被加热，另一个传感器RMG用于感应被测气体温度。随着气体流速的增加，气流带走更多热量，传感器RH的温度下降。 根据热效应的金氏定律，加热功率P、温度差△T（TRH-TRMG）与质量流量Q有确定的数学关系式。P/△T=K1+K2 f（Q）K3 K1、K2、K3是与气体物理性质有关的常数。热式气体质量流量计独特的温度差测量方式克服了采用恒温差原理的热式气体质量流量计测量煤气流量时因煤气中含水、油和杂质而造成的很大的零点漂移，导致无法测量的弊端。 2 常见故障及处理方法 2.1 故障：流量计工作不稳定；处理方法：保证流量计前压力稳定，投运方法正确。 投运流量计时做到流量计前的平稳，不能直接开钢瓶减压阀代替流量计前手阀。在更换钢瓶或切换流量计时，要关闭流量计前手阀，待压力稳定在操作压力0.7Mpa以下，慢慢打开手阀。突然的流量涌动会造成器件损坏。更换钢瓶或切换流量计时由工艺人员和仪表人员共同完成，相互督促。切忌用压缩空气对管线进行吹扫。 2.2 故障：流量计堵塞；处理方法：流量计前的过滤器及流量计需要定期清
七星电子流量计 D07-7B_7BM使用手册
D07 - 7B 型质量流量控制器 D07-7BM 型质量流量计使用手册 版本2013.6
目录 1. 使用须知................................... 1 6.2.1 开机预热.. (15) 2. 用途和特点.............................. 1 6.2.2 检查和调整零点 (15) 3. 主要技术指标........................... 3 6.2.3 通气工作 (15) 4. 结构和工作原理........................ 4 6.2.4 关机 (15) 4.1 结构....................................... 4 7. 注意事项 (15) 4.2 工作原理................................. 5 7.1 禁用流量介质 (15) 5. 安装和接线...........................7 7.2 使用腐蚀性气体问题 (15) 5.1 外形及安装尺寸........................7 7.3 阀口密封问题 (16) 5.2 气路接头形式...........................8 7.4 阀控操作注意 (16) 5.3 连接电缆插头...........................9 7.5 安装位置问题 (16) 5.4 与计算机或外部信号的连接.........11 7.6 注意工作压差 (16) 5.5调零和外调零...........................12 7.7 标定和不同气体的换算 (17) 6. 使用方法和操作步骤..................13 7.8 D07-7B,7BM标准订单填写格式 (18) 6.1 质量流量控制器的操作...............13 8. 故障判断和处理 (21) 6.1.1 开机操作..............................13 9. 保证、保修与服务 (23) 6.1.2 清洗功能..............................14 9.1 产品保证和保修.. (23) 6.1.3 显示仪与计算机连接的操作......14 9.2 保修对使用的要求.. (23) 6.1.4 直接与计算机连接的操作.........14 9.3 服务.. (23) 6.1.5 阀控功能..............................15 10. 附录 (24) 6.1.6 关机操作..............................15 10.1气体质量流量转换系数 (24) 6.2 质量流量计的操作...................15 10.2转换系数使用说明 (26) MASS FLOW CONTROLLER & MASS FLOW METER
热式质量流量计原理与概述
热式质量流量计原理及概述 2010-5-31 瑞特仪表编辑：东升 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。当前主要用于测量气体。 20世纪90年代初期，世界围TMF销售金额约占流量仪表的8%，约4.5万台。国90年代中期销售量估计每年1000台左右。过去流程工业用仪表主要是热分布式，近几年才开发热散（或冷却）效应式。 1. 原理和结构 热式流量仪表用得最多有两类，即1）利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计（thenmaI prohIe fIowmeter）曾称量热式TMF;2)利用热消散（冷却）效应的金氏定律（King s Iaw）TMF。又由于结构上检测元件伸入测量管，也称浸入型（immersion type ）或侵入型（intrusion type）。有些在使用时从管外插入工艺管的仪表称作插入式（insertion type）。 热分布式TMF的工作原理如图1所示，薄壁测量 管3外壁绕着两组兼作加热器和检测元件的绕组 2，组成惠斯登电桥，由恒流电源5供给恒定热量， 通过线圈绝缘层、管壁、流体边界层传导热量给 管流体。边界层热的传递可以看作热传导方式实 现的。在流量为零时，测量管上的温度分布如图 下部虚线所示，相对于测量管中心的上下游是对 称的，由线圈和电阻组成的电桥处于平衡状态； 当流体流动时，流体将上游的部分热量带给下游， 导致温度分布变化如实线所示，由电桥测出两组 线圈电阻值的变化，求得两组线圈平均温度差 ΔT。便可按下式导出质量流量qm，即 （1） 式中 cp -------被测气体的定压比热容； A -------测量管绕组（即加热系统）与周围环境热交换系统之间的热传导系数； 在总的热传导系数A中，因测量管壁很薄且具有相对较高热导率，仪 表制成后其值不变，因此A的变化可简化认为主要是流体边界层热导 率的变化。当使用于某一特定围的流体时，则A、cp均视为常量，则 质量流量仅与绕组平均温度差成正比，如图2 Oa 段所示。 Oa段为仪 表正常测量围，仪表出口处流体不带走热量，或者说带走热量极微；
热式质量流量计原理及概述
精品整理 热式质量流量计原理及概述 编辑：潘东升江苏瑞特仪表有限公司2010-5-31 ）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TME 热式质量流量计（以下简称 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。当前主要用于测量气体。年代中期销售量估万台。国内90销售金额约占流量仪表的8%，约4.590 20世纪年代初期，世界范围TMF 台左右。过去流程工业用仪表主要是热分布式，近几年才开发热散（或冷却）效应式。计每年1000 1. 原理和结构利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式1）热式流量仪表用得最多有两类，即。TMF（效应的金氏定律King s Iaw）thenmaI prohIe fIowmeter）曾称量热式TMF;2)利用热消散（冷却）（流量计）。有些在使用intrusion type又由于结构上检测元件伸入测量管内，也称浸入型（immersion type ）或侵入型（）。时从管外插入工艺管内的仪表称作插入式（insertion type TMF 热分布式1.1 ）（1cp -------被测气体的定压比热容；式中A -------测量管绕组（即加热系统）与周围环境热交换系统之间的热传导系数； K -------仪表常数。
页脚内容． 精品整理 TMF 1.2基于金氏定律的浸入型 金氏定律的热丝热散失率表述各参量间关系，如式所示。2）2（单位长度热散失率，H/L -------J/m?h; 式中--------ΔT热丝高于自由流束的平均升高温度，K；--------λ流体的热导率，J/h?m?K; cV---------定容比热容，J/kg?k;3kg/m密度，---------ρ;
质量流量计说明书 - 复制
型科氏力质量流量计选型安装说明书
目录 1. 概述———————————————————————————————————2 2. 测量原理—————————————————————————————————2 3. 产品技术参数———————————————————————————————2 3.1技术指标————————————————————————————————2 3.2保温夹套型参数—————————————————————————————2 3.3 防爆标志————————————————————————--———————2 3.4规格型号及基本参数表: ———————————————————————--——3 4. 产品的结构组成—————————————————————————--————3 5. 安装、调试及操作—————————————————————--———————4 5.1仪表的安装———————————————————————————————4 5.2安装环境要求——————————————————————————————6 5.3 外形及安装尺寸—————————————————————--———————6 5.4变送器（二次表）操作说明————————————————————————7 5.4.1本安型流量计变送器（二次表）———————————-----———————7 5.4.1.1本安型流量计变送器后面板—————————————--——-—————7 5.4.1.2本安型流量计变送器前面板说明———————————--———-————7 5.4.2一体型流量计变送器（二次表）———————————--————————8 5.4.2.1一体型流量计变送器（二次表）接线说明——————--————————8 5.4.2.2一体型流量计变送器前面板说明————————————--——————9 5.4.3操作说明———————————————————————--——————9 5.4.3.1正常操作菜单———————————————————————————9 5.4.3.2置零点——————————————————————————————10 5.4.3.3提示菜单—————————————————————————————10 5.4.3.4设置菜单—————————————————————————————10 5.5 电流、频率输出，批量控制及RS485通讯————————————————11 5.5.1 电流、频率输出————————————————————--——————11 5.5.2 批量控制—————————————————————————--————11 5.5.3自动清零（dp-0）和数字滤波（Filter）————————————--————12 5.5.4 RS485通讯—————————————————————————--———12 5.5.5 电源——————————————————————————-——--———13 6. 计量校准————————————————————————————-—————13 7. 故障排除————————————————————————————-—————13 8. 保养与维修————————————————————————————-————14 9. 选型方法—————————————————————————————-————14 10. 符号单位对照—————————————————————————--—————19 11. 菜单流程——————————————--—————————————--—————21
节流式流量计的工作原理
节流式流量计的工作原理 节流式流量计是一种典型的差压式流量计．是目前工业生产中用来测量气体、液体和蒸气流量的最常用的一种流量仪表． 据调查统计，在炼钢厂、炼油厂等工业生产系统中所使用的流量计有(70—80)％左右是节流式流量计．在整个工业生产领域中，节流式流量计也占流量仪表总数的一半以上．节流式流量计所以得到如此广泛的应用，主要是因为它具有以下两个非常突出的优点： ①结构简单，安装方便，工作可靠，成本低，又具有一定准确度．能满足工程测量的需要． ②有很长的使用历史，有丰富的、可靠的实验数据，设计加工已经标准化．只要按标准设计加工的节流式流量计，不需要进行实际标定，也能在已知的不确定度范围内进行流量 测量． 尤其是第二个优点，使得节流式流量计在制造和使用上都非常方便．因为对一个流量计，特别是大流量测量用的流量汁，在检定时将会遇到各种各样的困难．
节流式流量计通常由能将流体流量转换成差压信号的节流装置及测量差压并显示流量的差压计组成．安装在流通管道中的节流装置也称“一次装置”，它包括节流件、取压装置和前后直管段．显示装置也称“二次装置”，它包括差压信号管路利测量中所需的仪表． 不少国家对节流装置做了很多研究工作．AGA(美国气体协会)和ASME(美国机械工程师协会)从本世纪初就开始进行节流装置的实验，研究结果分别在1969年和1971年的报告中发表．DIN(德国工业标准)中，早就对节流装置进行了规定，到1969年已经过六次修订国际标难化组织(ISO)在汇总了各国的研究成果的基础上，分别于1967年和1968年出版了ISO／R541和ISO／R781，作为节流装置的国际标准．1980年又对前面的两个文件进行了修订，出版了适合于孔板、喷嘴和文丘里管的国际标准ISO 5167．我国也于1981年出版了流量测量节流装置的国家标准GB 2624，对角接取压、法兰取压的标准孔板和角接取压标准喷嘴做了具体规定． 使用标准节流装置时，流体的性质和状态必须满足下列条件： ①流体必须充满管道和节流装置，并连续地流经管道． ②流体必须是牛顿流体，即在物理上和热力学上是均匀的、单相的，或者可以认为是单相的，包括混合气体，溶液和分散性粒子小于o．1
热式质量流量计哪家好
热式质量流量计哪家好 热式气体质量流量计是基于热扩散原理而设计的，该仪表采用恒温差法对气体进行准确测量。具有体积小、数字化程度高、安装方便，测量准确等优点。传感器部分由两个基准级铂电阻温度传感器组成，仪表工作时，一个传感器不间断地测量介质温度T1；另一个传感器自加热到高于介质温度T2，它用于感测流体流速，称为速度传感器。 该温度ΔT=T2-T1，T2>T1，当有流体流过时，由于气体分子碰撞传感器并将T2的热量带走，使T2的温度下降，若要使ΔT保持不变，就要提高T2的供电电流，气体流动速度热快，带走的热量也就越多，气体流速和增加的热量存在固定的函数关系，这就是恒温差原理。 其中ρg—流体比重（和密度相关） V—流速 K—平衡系数 Q—加热量（和比热及结构相关） ΔT—温度差 由于传感器温度比介质（环境）温度总是自动恒定高出30℃左右，所以热式气体流量 计从原理上不需要温度补偿。 热式气体质量流量计适用介质温度范围为-40-220℃。 （1）式中流体比重和密度相关
其中ρg—工况体积下的介质密度（kg/m3） ρn—标准条件下介质密度（101.325Kpa、20℃）（kg/m3） P—工况压力（kPa） T—工况温度（℃） 从（1）（2）式可以看出，流速和工况压力，气体密度，工况温度函数关系已确定。恒温差热式气体质量流量计不但不受温度影响，而且不受压力的影响，热式气体质量流量计是真正的直接式质量流量计，用户不必对压力和温度进行修正。 热式气体质量流量计具有如下技术优势： ①真正的质量流量计：对气体流量测量无需温度和压力补偿，测量方便、准确。可得到气体的质量流量或者标准体积流量。 ②宽量程比：可测量流速高至100Nm/s底至0.5Nm/s的气体，可以用于气体检漏。 ③抗震性能好使用寿命长：传感器活动部件和压力传感部件，不受震动对测量精度的影响。 ④安装维修简便：在现场条件允许的情况下，可以实现不停产安装和维护。 ⑤数字化设计：整体数字化电路测量，测量准确、维修方便。 ⑥采用RS-485通讯：或HART通讯，可以实现工厂自动化、集成化。 热式质量流量计厂家——上海有恒测控是集研发、生产、销售为一体的现代化仪器仪表制造企业，主要从事工业自动化仪器仪表的生产销售及安装成套、自动化项目的系统集成、工程服务及特殊需求定制。代表设备有涡街流量计、涡轮流量计、热式质量流量计等各类型
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
热式质量流量计说明书
热式质量流量计 【热式质量流量计性能特点】： 热式气体质量流量计是利用热传导原理测量气体质量流量的仪表。热式质量流量计的传感器由两个基准级热电阻(铂RTD)组成。一个是质量速度传感器T1，一个是测量气体温度变化的温度传感器T2。当这两个RTD置于被测气体中时，其中传感器T1被加热到气体温度以上的一个恒定的温差，另一个传感器T2用于感应被测气体温度。随着气体质量流速的增加，气流带走更多热量,传感器T1 的温度下降，要维持T1、T2恒定的温度差，T1的加热功率就要增大。根据热效应的金氏定律,加热功率P、温度差△T（T1-T2）与质量流量Q有确定的数学关 系式。 P/△T=K1+K2 f(Q)K3 K1、K2、K3是与气体物理性质有关的常数。 【热式质量流量计的应用】： ● 氧气、氮气、氢气、氯气及多组分 气体测量。 ● 高炉煤气、焦炉煤气测量。 ● 烟道气测量。 ● 沼气、水处理中的曝气和氯气测量。 ● 压缩空气测量。 ● 天然气，液化气，火炬气，等气体流量测量 ● 电厂高炉的一次风、二次风流量测量 ● 矿井下通风或排风系统流量测量 【热式质量流量计特点】： ● 测量气体质量流量，无需温度、压力补偿。 ● 量程比大，测量流速范围：0.1Nm/s～100Nm/s。 ● 无压力损失，适用已知截面积的任意形状管道。 ● 耐腐蚀型传感器，适合测量腐蚀性气体。 ● 插入式传感器可以在线安装和维护。 ● 全量程段的专家算法，保证了测量的准确度。 适于贸易结算或气体检漏。 ● 液晶显示器：8位字段式+24位提示符。 ● 测量显示:质量流量、标况体积流量、累计流量、北京时间、累计运行时间。 ● 瞬时流量最大显示值：999999.9 ● 累计流量最大显示值：99999999×103 ● 信号输出：4～20mA、RS-485 ● 内置MENU（菜单）、CUS（光标移动）、UP（数值增加）、ENT（确认）四个按键，用于参数的设定。
热式气体质量流量计的工作原理
热式气体质量流量计的工作原理 本文主要介绍热式气体质量流量计的工作原理，安装技术规范、调试方法以及应用注意事项和ST98A流量计在滨化热力公司锅炉中的应用及常见故障处理方法。 3、质量流量计插入深度等于管内径的1/2＋12.7＋管厚。 4、接线 1）、出于安全因素的考虑，ST98特别要求220V AC电源采用三线制，其中一根接地线必须连接到流量变送器接线端子排的接地终端。 2）、因传统4～20mA的I/O产品对变频驱动设备等产生的高频噪声干扰较为敏感，且现场的电气高频噪声污染较为严重。避免仪表信号传输回路遭受干扰，对输出信号电缆采用屏蔽电缆，且屏蔽层在靠近变送器一端接地，DCS机柜一端包裹保护起来。 5、现场传感器部分按照图三、四联接
五、调试 使用ST98流量变送器提供的RJ－12通讯串口与FCI的FC88通讯器进行链接通讯。 第一、将风机负荷调节至40％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值。然后将传感器分别移至B和C点记录数据。 第二、将风机负荷调节至60％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值，然后将传感器分别移至B和C点记录数据。 第三、将风机负荷调节至80％，在过程连接头A处插入传感器总长度1／3，记录FC88 T状态下流量值，继续推进传感器至2／3处，记录流量值，最后全部推进，记录流量值。然后将传感器分别移至B和C点记录数据。把3个不同负荷下的9个数据相加除9，既为不同负荷下瞬时流量值。 示例：负荷40％点 A位置三个数据分别为：365NCMH、500 NCMH、700 NCMH。B位置三个数据分别为：200 NCMH、600 N CMH、900 NCMH， C位置三个数据分别为：800 NCMH、900 NCMH、1000 NCMH，9个数据相加，计算平均值是663 NCMH，这就是此管道的瞬时流量值，最佳安装点是A3或B2 。若安装在A3点，K系数为663除以7 00所得值0.947。若安装在B2点, K系数为663除以600所得值为1.105。三种不同负荷状态下数据计算，可寻出最佳的安装位置以及流场分布点，便于减小误差。 六、菜单控制和结构 1、大部分条目需要敲至少两个键：一个字母加[ENTER]键，或一个或多个数字加[ENTER]键。 2、所以有的用户条目由输入模式（input Mode）?<提示开始，只是当设备处于主功能模式下（这时需按[EN TER]选择条目）时除外。 3、 Y/N表示是（Y），保存或者改变参数，或否（N），不要保存或改变参数。 4、使用backspace（后退一格）[BKSP]键可以退后。 常用菜单选项表
(全面质量管理)质量流量计简明使用手册
质量流量计简明使用手册
P/N 2007年7月 简明使用手册
目录第一章传感器安装3 1.1概述3 1.2安装注意事项3 1.3传感器的安装方向3 1.4电气连接注意事项3 第二章仪表接线与上电3 2.1概述3 2.2变送器的型号识别。3 2.3变送器与传感器连接3 2.4最大布线距离3 2.5电源规格3 2.6变送器、显示组件方向调整3 2.7变送器输出3 第三章流量计组态3 3.1概述3 3.2组态项目3 3.3变送器的显示器面板结构3 3.4组态过程变量的测量单位3 3.5组态变送器的毫安输出3 3.6组态变送器的脉冲/频率输出3
3.7变送器的回路测试3 3.8显示器菜单功能 (3) 3.9流量计调零3 第四章流量计投用及报警状态3 4.1流量计投用3 4.2获取报警3 附录1报警代码含义表3 附录2核心处理器检查3 附录3传感器检查3 附录4软件版本4.x变送器的显示器菜单3
第一章传感器安装 1.1概述 相对于其他类型的流量计，质量流量计具有安装简便、易于使用、测量精度高以及直接质 量测量等优点，尤其是没有直管段要求的特点，用户可因地制宜的选择安装位置，节约安 装成本。 1.2安装注意事项 1.2.1安装位置应避免电磁干扰。传感器、变送器的安装位置以及电缆铺设应尽量远离易产生强电磁场 的设备，如大功率马达、变压器设施、变频设备等。 1.2.2工艺管道应对中，两侧法兰应平行。严禁用传感器硬行拉直上、下游工艺管道，否则将影响测量 甚至损坏传感器。另外在两侧的工艺管道近法兰处（约2～10倍管径处）应有稳固的支撑。 1.2.3在传感器的上、下游管道上，建议安装截止阀及旁路以方便调零、日常维护及确保传感器在不工 作时亦可处于满管状态。使用流量计下游的调节阀进行流量控制。 1.2.4在测量易汽化介质时，流量计下游建议安装压力表，供检查下游压力，流量计后建议工艺管与流 量计保持同口径一段距离，以及流量计后有阀门可以用以调节适当的背压，防止汽化或气 穴发生。若介质在流量计中发生汽化或气穴将影响测量精度，严重时导致流量计无法正常 工作。 1.2.5安装时要注意流量计外壳上的流向标志，其箭头指向与变送器内部组态的流量方向是一致的。 流量方向箭头 工艺连接 吹扫接头（可选） 核心处理器外壳 认证标签 标定标签
罗斯蒙特2700 1700质量流量计中文手册
2700/1700面板操作 一. 屏幕显示说明: SELECT--- 确认键 SCROLL---- 选择键 LED---状态指示灯 二. 显示器密码: 如果需要密码,CODE的字样就会出现在密码屏幕的顶部. 输入密码时候,通过使 用SCROLL来选择数字, 并用SELECT移到下一个字符, 一次只好输入一个字符. 如果你面对显示器密码屏幕, 却不知道密码, 在60秒内不按下任何显示器光敏开关.则此密码屏幕将自动退回到初始屏幕. 三. 调零步骤:
四. 显示器回路测试:
五. 显示器查看报警: LED指示灯状态及报警查看
六. 管理累积量和库存量:
七: 测量单位设置: SELECT+SCROLL 按4秒SEE ALARM [SCROLL] OFFLINE MAINTAIN [SELECT] [SCROLL] CONFIG [SELECT] MASS [SELECT] 可以按SCROLL选择你要的单位选定后按SELECT 按SCROLL直到出现EXIT [SELECT] 体积单位和密度单位设置和上述步骤相同 八量程设置(LRV URV) [SELECT+SCROLL] 按4秒SEE ALARM [SCROLL] OFFLINE MAINTAIN [SELECT] 继续按SCROLL直到出现MAO1 [SELECT] SRC MAO1 [SELECT] MFLOW [SELECT] SRC MAO1 [SCROLL] 4 MAO1 输入最小量程 [SCROLL+SELECT] 4 MAO1 [SCROLL] 20 MAO1 [SELECT] 输入最大量程 [SELECT+SCROLL] 20 MAO1 [SCROLL] EXIT 按SELECT退出. 其他量程设置和上述步骤相同. NOTE: SELECT+SCROLL 表示两个键同时按下
艾默生罗斯蒙特2700_1700质量流量计中文手册
2700/1700面板操作 一.屏幕显示说明： SELECT---确认键 SCROLL----选择键 LED---状态指示灯二.显示器密码： 如果需要密码，CODE的字样就会出现在密码屏幕的顶部.输入密码时候，通过使用SCROLL来选择数字,并用SELECT移到下一个字符,一次只好输入一个字符. 如果你面对显示器密码屏幕，却不知道密码，在60秒内不按下任何显示器光敏开关.则此密码屏幕将自动退回到初始屏幕. 三.调零步骤: Scroll OFF-LINE MAINT I Sorotl OFF-LIME ZZERO exit
四.显示器回路测试： SQt MA01 Sei MAO3 Select a Scroll ■AflIliTStrril Jfrw的I 叮 ScroJi OFF-LINE MAINT Sekci ScrdI OF匚LINE SIM 鼬led Scroll S*tFO Sd&ct Scroll * Sel DOI Sei DOz Select Scroll 4 mA 12 mA 20 mA 1 KHz ID KHi ON O'FF
五.显示器查看报警： LED指示灯状态及报警查看 报警按照报警队列中前优先级排列.要查S队列中杲指定报警： 1,同时按下Scroll II和fel旣t按钮.当屏幕上出现“SEE ALAR/时，松开按 钮. 卷阅图7T 2,按Select按钮 3,如杲屏幕上交替岀现FCK ALI/轧则按Scroll I按粗. 4如果屏幕上岀现50 ALART ，则到第6步， 5,按ScBll按钮S看队列中的每人ft警。S了解显示器显示的报置比码的含义’ 请参阅第KU1章节： ft按Seel I按钮直到屏暮上a现'*EXIT" ° 7,技Select按a
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。
常见流量计的种类及特点
常见流量计的种类及特点 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。从不同的角度出发，流量计有不同的分类方法。常用的分类方法有两种，一是按流量计采用的测量原理进行归纳分类：二是按流量计的结构原理进行分类。 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都采用这种表计。 4．变面积式流量计(等压降式流量计) 放在上大下小的锥形流道中的浮子受到自下而上流动的流体的作用力而移动。当此作用力与浮子的“显示重量”(浮子本身的重量减去它所受流体的浮力)相平衡时，俘子即静止。浮子静止的高度可作为流量大小的量度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而异，而浮子稳定不动时上下部分的压力差相等，因此该型流量计称变面积式流量计或等压降式流量计。该式流量计的典型仪表是转子(浮子)流量计。 5．动量式流量计 利用测量流体的动量来反映流量大小的流量计称动量式流量计．由于流动流体的动量P与流体的密度
高温热式气体质量流量计资料
QE600强尔高温热式气体质量流量计技术参数： 1、测量范围：0.05 - 120m/sNm/s（标准状态为20℃，101.33KPa） 2、测量方式：管段式插入式 3、温度范围：环境温度：-40℃～+85℃ 介质温度：-30℃～+55℃ 4、准确度：±1％的读数；±0.5％满量程 5、重复性：±0.2％ 6、输出：4-20mA；RS485； 7、响应速度：小于1S 8、供电电压：24VDC±10%、220V AC 9、机械连接：不锈钢紧固件（插入式）；管段式法兰 10、探杆长度：300mm（此长度为插入式标准长度，特殊请声明）
11、探杆直径：19mm（插入式） 12、压力损失：可以忽略 13工作压力：1.6MPa；7.3MPa 14、现场显示：LCD液晶显示，可以同时显示流速，温度，瞬时，累计流量计，无需切换。 15、碳杆材质:304不锈钢、316不锈钢 16、管段材质:304不锈钢、316不锈钢 17、防护等级：IP65 18、防爆等级： ExdIICT6 QE600强尔高温热式气体质量流量计产品典型应用举例 石油化工行业：加氢催化剂系统装置（管道中H2质量流量的测量） 评注：在该测量中，采用EPI单点式气体质量流量计。使测量准确，测量范围增加，重复性好。只要终端有用气，流量计就能立刻反应出来。 环境保护行业：烟道气测量 （烟道中混合气体NOX+N2+CO2+SO2+O2等） 评注：在该测量中，可采用EPI多点式气体质量流量计。由于采用该流量计，解决了以往采用其它形式流量计测量误差大
以及探头被堵塞的弊端，同时多点式气体质量流量计，安装简便，易于清洗，免维护，计量准确。 通风系统：大管径热风测量（火力发电厂一次风） 评注：由于通风管道截面很大,直管段只有1D左右，要想完成一次性测量,必须使用多点式气体质量流量计,是由于介质温度较高,通常在300℃左右,采用多点式气体质量流量计,可对该温度进行补偿,安装简便,便于拆卸,便于检定和标校。 污水处理：曝气流量测量（曝气中含有杂质和水分等）评注：在该测量中，采用EPI单点式气体质量流量计。由于采用该流量计，解决了以往采用其它形式流量计测量容易损坏、量程比小和误差大的弊端，同时该气体质量流量计比较适合含水份和杂质的工况条件，测量稳定，仪表寿命长。 石油炼制：火炬气流量测量（气体中含有H2、CO、H2O等）评注：在该测量中，采用EPI单点式气体质量流量计。由于采用该流量计，解决了以往采用其它形式流量计（如超声波气体流量计）测量不容易校准和造价高、安装条件苛刻的弊端.该气体质量流量计采用标准火炬气标定，测量准确，稳定性良好，并适合在高温（300℃）高流速（200m/s）条件下的火炬气流量计量。 石油化工行业：天然气传输过程流量测量（管道中天然气质量流量的测量）
热式气体质量流量计的原理与设计
热式气体质量流量计的原理与设计 热式气体质量流量计的原理与设计 简浩(jh 070115@163,com) 概述：气体质量流量计在很多行业产业得到广泛应用,目前主要采用热力学、恒温差、恒功率和温度自动补偿的原理,根据热敏电阻特性、工业现场技术指标要求、电子元器件功能和模拟电子电路功能而设计。经过标准风洞系统标定,通过A/D模/数转换,送单片机(uc)进行瞬时数显和累计数显及非线性校正运算,实现气体质量流速流量的数字智能化的测控。 关键词：直接质量流量,恒温差,热力学,模拟电子,系统标定,不受温度影响,稳定可靠。 气体的属性.气体分子从微观的角度看属于二相性性物质,即是物质的基本粒子、又呈波流体、海绵体和升腾浮力,分子间相互有间隙。气体分子的粒子波时刻在作不规则冲量碰撞运动,分子的浮力质量小于引力。因此,气体分子具有很强的可压缩性、温度系数、吸湿性,对温度、压力、体积特别敏感,密度在时刻发生变化。测控气体流量用体积流量不能够确切,只有质量流量才能较为精确测控描述气体的流量。目前比较认同的是"钟罩"法检测作标准依据来比较,企业基本都是使用玻意耳定律、查理定律、盖阿伏加德罗的理想气体方程式("三同定一同"和"气体三要素"、V1/V2=n1/n2=N1/N2；P1/P2=n1/n2=N1/N2；V1/V2=P1/P2；ρ1/ρ2=M1/M2；n-物质的量；V-体积；M-摩尔质量；P-压强；N-分子量.)作基准比较换算,目前还没有完善的法定的基准和标准,多是企业标准、理想标准和接近标准。 气体的温度特性：当质量、体积不变时,温度每增减1℃,其压强的增减等于在0℃时的1/273。当在标准大气压760mmH汞柱的0℃时,其密度ρ是1.2928 Kg/m3。所以,气体流量的检测多以标准条件下理想状态作参考基准换算气体质量流量。 设计原理：热式气体质量流量计采用一个恒功率即恒流源给传感器加热,产生一定的恒定温度,传感器总比周围环境空气介质变化温度高出一定(35℃)的恒定温度差,即静态热平衡,恒功率和恒温差亦同时得到应用。气体分子流动时带走传感器(S11)的热量的多少与空气流体的流速、流量、气体分子的多少成正比,热敏电阻传感器