质量流量计的分类及选择原则

间接式

　　间接式质量流量计有3种主要型式:速度式流量计与密度计的组合，节流式(或靶式)流量计与容积式流量计的组合，节流式(或靶式)流量计与密度计组合。

 

　　还有一种根据流体的工作压力、温度将容积流量计的测量值换算成标准状态下的容积流量。但是，当介质的种类或成分改变时，它不能给出准确的质量流量。严格说来，它不属于质量流量计。输出密度、比重、体积流量、质量流量、质量能量流量等，兼有指示、模拟量输出、打印、越限报警、仪器故障报警等多种功能。

 

　　直接式

 

　　直接式质量流量计有多种类型，如量热式、角动量式、陀螺式和双叶轮式等。这种仪表适于测量小流量气体，缺点是惰性大，测量值与气体的定压比热有关，测量元件与介质接触，易被沾污和腐蚀。为双孔板差压式质量流量计。在管道A、B处安装两个相同的孔板。在分流管道中装有两个相同的可产生方向相反的恒定体积流量q的定流量泵。两孔板前后压力差△P=P1-P3=4KρQq，与ρ、Q成正比。式中K为常系数，ρ为密度，Q为管道体积流量，ρQ即为质量流量。双叶轮式质量流量计是在同一直线上前后安装两个倾角分别为x1和x2的叶轮，两叶轮之间利用扭簧连接，流体通过时，两叶轮之间产生一个偏移角x，那么两叶轮间力矩差△M与质量流量Qm，流速u，倾角x1，x2存在△M=Qm*u*(k1*tgx1-k2*tgx2)的关系(k1和k2为叶片结构尺寸常数)，△M=k3*u*Qm，(k3=k1*tgx1-k2*tgx2).偏移角x=k4*△M=k4*k3*Qm*u;而叶轮组旋转速度U与流体的流速成正比，U=k6*u，则整个叶轮组转过两叶轮偏角x所需的时间△t=x/U=k7*Qm.通过专用计数器测量出△t便能得出质量流量Qm。

 

　　热式

 

　　热式质量流量计的基本原理是利用外部热源对管道内的被测流体加热，热能随流体一起流动，通过测量因流体流动而造成的热量(温度)变化来反映出流体的质量流量。

 

　　当流体成分确定时，流体的定压比热为已知常数。因此由上式可知，若保持加热功率恒定，则测出温差便可求出质量流量;若采用恒定温差法，即保持两点温差不变，则通过测量加热的功率也可以求出质量流量。由于恒定温差法较为简单、易实现，所以实际应用较多。这种流量计多用于较大气体流量的测量。

 

　　为避免测温和加热元件因与被测流体直接接触而被流体玷污和腐蚀，可采用非接触式测量方法，即将加热器和测温元件安装在薄壁管外部，而流体由薄壁管内部通过。非接触式测量方法，适用于小口径管道的微小流量测量。当用于大流量测量时，可采用分流的方法，即仅测量分流部分流量，再求得总流量，以扩大量程范围。

 

　　科氏力质量流量计在测量精度上与稳定性上优于一般的流量计产品，质量流量计整个行业也在不断的突破，在不断的研发新品。相信在不久的将来，质量流量计的产品类型会越来越多，会在更多的领域得到应用。

 

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  质量流量计具有超高的精度以及稳定性能，工业上有更多的厂家采用质量流量计来测量流体的质量。在购买质量流量计的时候，选型的问题的问题十分的关键，质量流量计选型要讲究一定的原则跟方法，才能保证日后的正常使用跟维护。

 

　　一、选择原则

 

　　1、根据被测流体的类型选择流量计的结构

 

　　科氏力式质量流量计的测量管有很多形式，需根据被测介质的类型来考虑选用。原则上讲，粘度不高的纯净液体对测量管的形状无甚要求;当测量含有少量气泡的液体、含有固体颗粒的浆液以及高粘度液体时，应选用测量管不易聚积气泡或固体颗粒、内壁不易粘附介质的形状;若用于食品行业，测量管应便于清洗。

 

　　2、安全性原则

 

　　当测量具有腐蚀性的流体时，应注意测量管的耐腐性能，并且传感器外壳也应具有一定的防腐性。万一检测管破裂，在处理之前应有安全防护措施。不同介质的腐蚀性不同，不同材质的防腐对象不同，应注意区别对待。测量具有磨损性的介质，应考虑测量管的耐磨性。

 

　　工艺压力较高时，需注意传感器的耐压等级，以免损伤测量管;介质温度较高时，要考虑传感器的使用温度范围，以免损坏检测元件。

 

　　若选用的流量计是在危险区域或恶劣环境中使用的，就要特别注意流量计的防爆、防护等级应符合安全标准的要求。

 

　　3、流量范围

 

　　考虑流量范围应遵守两个原则：首先，流量范围应能覆盖被测介质的工艺流量范围。其次，常用工艺流量应落在流量计的经济流量范围之中。所谓经济流量范围，在此有两层含义：一是由于科氏力式质量流量计，其零点稳定性对下限流量的测量准确度影响较大。越接近流量上限，零点稳定性对准确度的影响越小，因此，可将流量计上限流量的1/3以上范围称作准确度的经济流量范围;二是对同类型的流量计，若同时有几个口径的可测流量范围都能覆盖工艺流量范围，选用较小口径的流量计显然可以节约资金、更为经济。但这种经济性不是绝对的，若一味追求将使用流量定在接近流量计上限流量的范围内，势必造成测量管内介质流速过高，带来的负效应将是压损过大以及不安全性增加。有些易燃易爆的介质，若流速过高，极易因摩擦产生静电引起爆燃。因此，对这类介质应注意不要超过安全流速。

 

　　4、准确度

 

　　对准确度等级的要求，应根据测量对象和目的来确定，同时要注意产品准确度等级的计算方法以及达到该等级的使用条件或制约因素。一般来说，科氏力式质量流量计以带零点稳定性的流量读数的百分比来表示准确度等级，也有的产品用不同流量段对应不同误差限的方法表示，也有部分产品在低流速段是用满量程的百分比来表示误差等级的。

 

　　对科氏力式质量流量计，在考虑其准确度等级时，还应注意以下两点：一是由于此类流量计准确度等级计算方法的特殊性，有部分产品给出了很高的准确度等级，而同时给出的零点漂移值亦很高，从而加大了它的允许误差限;二是一些产品给出了低零漂值下的高准确度等级，然而它要求的安装条件近乎苛刻，只能在实验室中做到。由于现场振动的普遍存在及安装地点的限制，难以满足这样的安装条件而达到理论上的效果。这两种“高准确度”等级都不足取。在达到测量准确度要求的情况下，要考虑价格等因素，不必一味追求过高的准确度等级。

 

　　另一方面，从原理上讲，科氏力式质量流量计的计量特性不受介质的温度、压力的影响，而事实上，由于制造工艺及材料性质的限制，上述因素对流量计的特性还是有一定的影响。流量计的出厂检定条件一般是固定的，而使用条件千变万化，若使用条件与检定条件相差太大，选型时必须考虑这些不确定因素的影响。目前，已有部分产品经推导和实验得出了这些因素对测量结果影响的具体程度及修正方法。当选用流量计进行糈密计量时，要考虑进行修正。

 

　　5、压力损失

 

　　现场测量中，对流量计的压力损失总有一定的要求。当介质的密度、粘度和流量确定后，流量计的压损大小取决于其结构，对科氏力式质量流量计就是取决于口径、流通面积和测量管形状;当传感器的结构形式确定后，流量越大，压损越大。在选型中计算压损时，应充分考虑以下各点：工艺管线中的流量以及允许的压损;传感器在允许压损条件下是否满足测量准确度的要求;过程流体粘度和密度的变化对压损的影响;在应用中应避免因压损过大使液体汽化。当其他条件相同时，应选用压力损失较小的流量计。

 

　　6、其他性能因素的考虑

 

　　一是考虑流量计的附加测量性能，如科氏力式质量流量计测量介质温度、密度的准确度;二是考虑质量流量计的体积、重量以及专用电缆的限制等影响安装的因素。

 

　　7、性能价格比是选型的一条基本原则。在具体运用时，除了考虑性能好、价格低外，往往会对功能的多样性有偏好，认为功能越多越好。其实，作为一台质量流量计，它的最主要目的是检测流体质量流量。虽然由于变送器普遍采用了微电脑技术和(超)大规模集成电路，可以实现功能的更多样化，但这势必提高制造成本，况且有些功能在具体应用场合未必都需要和实用。另一方面，从可靠性理论上讲，性能、结构越复杂，其可靠程度越低。因此，从实际需要考虑流量计的性能价格比才是正确的原则。

 

　　考虑性能价格比，也就是通常我们所说的是否物有所值。作为质量流量计，这个“值”除了体现在功能多少、性能好差外，还应体现在产品的销售服务上。随着技术的进步和自身的不断努力，各厂家间的制造水平差距正日益缩小，一枝独秀变成了相互间的取长补短。根据以上选型原则，有时一个测量点可先选出几家牌号的可用产品，这时应选用实力较强的广家的流量计。考察厂家的实力，不仅要看其制造水平、生产能力、还要考察其服务水准。这个服务不仅代表通常所说的售后服务，还应包括售前、售中服务。这除了介绍产品性能、提出报价、承诺服务等常用做法外，对用户进行预培训，让其掌握安装调试和一些常见故障的处理方法，直至指导安装、帮助调试。交货周期长短、对产品质量的具体保证措施、免费服务的时间、出现故障时的响应速度、处理水平、备品备件的保障、甚至于维修人员的服务态度等等，都代表厂家的服务水平。

 

　　以上各条选型原则，有时相互制约，在实际选型工作中，要一切从现场实际需要出发，综合考虑。又可根据不同场合的不同特点，有所侧重。只要做好选型工作，才能用好仪表，可以说，正确的选型是满意使用的前提。

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