質(zhì)量流量計(jì)工作原理

質(zhì)量流量計(jì)工作原理·質(zhì)量流量計(jì)原理
質(zhì)量流量計(jì)是采用感熱式測(cè)量，通過(guò)分體分子帶走的分子質(zhì)量多少?gòu)亩鴣?lái)測(cè)量流量，因?yàn)槭怯酶袩崾綔y(cè)量，所以不會(huì)因?yàn)闅怏w溫度、壓力的變化從而影響到測(cè)量的結(jié)果 。質(zhì)量流量計(jì)是一個(gè)較為準(zhǔn)確、快速、可靠、高效、穩(wěn)定、靈活的流量測(cè)量?jī)x表，在石油加工、化工等領(lǐng)域?qū)⒌玫礁訌V泛的應(yīng)用，相信將在推動(dòng)流量測(cè)量上顯示出巨大的潛力。質(zhì)量流量計(jì)是不能控制流量的，它只能檢測(cè)液體或者氣體的質(zhì)量流量，通過(guò)模擬電壓、電流或者串行通訊輸出流量值。但是，質(zhì)量流量控制器，是可以檢測(cè)同時(shí)又可以進(jìn)行控制的儀表。質(zhì)量流量控制器本身除了測(cè)量部分，還帶有一個(gè)電磁調(diào)節(jié)閥或者壓電閥，這樣質(zhì)量流量控制本身構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，用于控制流體的質(zhì)量流量。質(zhì)量流量控制器的設(shè)定值可以通過(guò)模擬電壓、模擬電流，或者計(jì)算機(jī)、PLC提供。

流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生一個(gè)力，它是科里奧利在1832年研究輪機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，簡(jiǎn)稱科氏力。在1977年由美國(guó)高準(zhǔn)(Micro Motion)公司的創(chuàng)始人根據(jù)此原理研發(fā)出世界上第一臺(tái)可以實(shí)際使用的質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的流量管，中部裝有驅(qū)動(dòng)線圈，兩端裝有檢測(cè)線圈，變送器提供的激勵(lì)電壓加到驅(qū)動(dòng)線圈上時(shí)，振動(dòng)管作往復(fù)周期振動(dòng)，工業(yè)過(guò)程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動(dòng)管，就會(huì)在振管上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，安裝在振管兩端的檢測(cè)線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的相位差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計(jì)算機(jī)解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時(shí)，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測(cè)量介質(zhì)的溫度。


熱式質(zhì)量流量計(jì)原理
熱式質(zhì)量流量計(jì)(Thermal Mass Flowmeters，簡(jiǎn)稱TMF)在國(guó)內(nèi)習(xí)稱量熱式流量計(jì)，是利用流體流過(guò)外熱源加熱的管道時(shí)產(chǎn)生的溫度場(chǎng)變化來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量流量，或利用加熱流體時(shí)流體溫度上升某一值所需的能量與流體質(zhì)量之間的關(guān)系來(lái)測(cè)量流體質(zhì)量流量的一種流量?jī)x表。一般用來(lái)測(cè)量氣體的質(zhì)量流量。具有壓損低;流量范圍度大;高精度、高重復(fù)性和高可靠性;無(wú)可動(dòng)部件以及可用于極低氣體流量監(jiān)測(cè)和控制等特點(diǎn). 利用加熱流體的熱量(或溫度)變化測(cè)量流體的質(zhì)量流量已有很長(zhǎng)的歷史。早期的TMF直接將加熱線圈和測(cè)溫元件放入流體中與流體直接接觸，是一種接觸式流量計(jì)，由于不能解決嘴蝕和磨損以及防爆等問(wèn)題，使它的工業(yè)應(yīng)用受很大的限制。托馬斯流量計(jì)是這種流量計(jì)的代表，主要用來(lái)測(cè)量較大流量的氣體質(zhì)量流量;到20世紀(jì)50年代，人們提出了一種與流體不接觸的邊界層流量計(jì)，克服了接觸式流量計(jì)的缺點(diǎn)，但測(cè)量結(jié)果易受介質(zhì)參數(shù)(如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、粘度等)的影響，可以用來(lái)測(cè)量較大的液體流量;到70年代，基于測(cè)量流體溫度分布的熱分布型TMF，由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外得到了很快的發(fā)展，用來(lái)測(cè)量氣體的微小流量，隨著科技的發(fā)展，經(jīng)過(guò)對(duì)流量計(jì)結(jié)構(gòu)上的重新設(shè)計(jì)，在接觸式流量計(jì)的基礎(chǔ)上，人們提出了一種浸人型的TMF，也得到了很快的發(fā)展，可以用來(lái)測(cè)量較大管徑的氣體流量。綜上所述，TMF是一種主要用來(lái)測(cè)量氣體質(zhì)量流量的直接式質(zhì)量流量計(jì)。
熱式質(zhì)量流量計(jì)：利用傳熱原理檢測(cè)流量的儀表，即利用流動(dòng)中的流體與熱源（流體中加熱的物體或測(cè)量管外加熱體）之間熱量交換關(guān)系來(lái)測(cè)量流量的儀表。過(guò)去我國(guó)習(xí)稱量熱式流量計(jì)。
基本原理：通過(guò)測(cè)量氣體流經(jīng)流量計(jì)內(nèi)加熱元件時(shí)的冷卻效應(yīng)來(lái)計(jì)量氣體流量的。氣體通過(guò)的測(cè)量段內(nèi)有兩個(gè)熱阻元件，其中一個(gè)作為溫度檢測(cè)，另一個(gè)作為加熱器。溫度傳感元件用于檢測(cè)氣體溫度，加熱器則通過(guò)改變電流來(lái)保持其溫度與被測(cè)氣體的溫度之間有一個(gè)恒定的溫度差。當(dāng)氣體流速增加，冷卻效應(yīng)越大，使須保持熱電阻間恒溫的電流也越大。此熱傳遞正比于氣體質(zhì)量流量，即供給電流與氣體質(zhì)量流量有一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系來(lái)反映氣體的流量。