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质量流量计的发展与应用

时间:2016-02-02 09:44 来源:
无论是容积式还是速度式流量计,其测量结果均为体积流量。当需要质量流量时,需增加计算因子密度ρ。我们知道,流体密度将受压力、温度的制约,若由体积流量换算成标准质量流量时,其密度因子ρ必须考虑压力及温度修正。一段时间内的总量是由瞬时流量累加出来的结果。按计量法则,求取瞬时质量流量时,所采用的密度因子也应是瞬时对应的。若在以后人为添加非该时间点的密度因子参加运算,则无法正确表述该点的真实量值。
质量流量计的分类
在需要计量结果为质量流量时,人们希望流量计能直接测量流体的质量,而不是借助后期的人为因素。质量流量计的研发和生产就满足了现代工业这一需求。质量流量计可分为两类,直接式质量流量计和间接式质量流量计。直接式质量流量计是指转换器能直接输出反映质量流量的电信号,无须添加状态参数(压力、温度)和物性参数(粘度、密度)的修正过程。间接式质量流量计又可分为两类:一类是组合式,另一类是补偿式。
组合式质量流量计在测量过程中同时测量体积流量以及密度,然后通过信号处理及运算单元进行量值拟合,最终输出反映质量流量的电信号。补偿式质量流量计在测量过程中同时测量体积流量以及介质状态参数(压力、温度),然后通过介质密度与状态参数的物理关系,由运算单元求取密度值,再经量值拟合过程,最终输出反映质量流量的电信号。
间接式质量流量计是早期应用的一种质量测量方法,由于介质密度在工况条件下与状态参数的物理关系极为复杂,数学关系呈非线性,修正时必须采用试验列表法检索求出,其最终测量结果无法满足准确度要求,所以,在工业计量中有必要采用直接式质量流量计进行测量。
 
科里奥利质量流量计简介
科里奥利质量流量计是一种利用流体在封闭管道内流动时,能产生与流量成正比的科里奥利力原理制成的直接式质量流量计。科里奥利质量流量计是基于牛顿第二运动定律,即F = ma而研发的,从该公式得出的重要概念是: “只有对物体施加力,才能改变物体原来的的运动状态”。
若能测取到科里奥利力即可求出质量流量。但使被测管道以角速度ω绕轴向旋转,在工业应用中显然是不切实际的,为此很长时间内质量流量计的研究仅限于理论上探讨。直到人们发现,管道绕轴向上下做规则振动也能产生科里奥利力时才解决了结构问题,因而也推动了质量流量计商业化的进程。
经过多年研发,质量流量计已有多种形式,根据结构形状可分为,直管型、弯管型、单管型、多管型(一般为双管型)等。
 
科里奥利质量流量计特点
科里奥利质量流量计因其测量原理先进,自问世以来受到计量界广泛欢迎和推崇,与其它流量计相比有以下优点:测量准确度高、性能稳定,真正实现了质量流量直接测量,且不受其它物理参数影响。一般讲,计量准确度可达±0.2%~±0.4%;重复性可达±0.1%。;由于测量时不接触被测流体,介质适应性较好,可广泛用于石油产品、化工浆体、造纸行业、食品行业、较高悬浊液以及高粘度其它牛顿流体质量流量测量;不受流动状态影响,无论流体以层流或湍流流动时,都不影响计量准确度。基于上述原因,科里奥利质量流量计对流速不敏感,所以不必苛求较长直管段,给安装带来较大方便;量程范围较大,一般可做到10:1~50:1,有的高达100:1;可进行多参数测量,在测量质量流量时,还可测量流体密度、体积流量等。
然而任何仪表都有局限性和弱点,科里奥利质量流量计也不例外。不能测量介质密度较低的流体,如低压气体或气液两相流体;对外界振动较敏感,安装和固定有较高要求;由于测量方法及结构限制,不能用于大口径流量测量,目前检测管的直径仅限于DN200mm以下;价格昂贵,一般为同口径电磁流量计的3~5倍;双管型流量计体积和重量较大,压损也大。
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