质量流量计的原理

质量流量计的原理

质量流量计有直接式质量流量计和间接式质量流量计。间接式质量流量计是通过普通体积流量计与密度计相结合来测量质量流量的流量计，直接式质量流量计是能直接测出流体的质量流量，主要有科里奥利质量流量计和热式气体质量流量计。厦门宏控仪表就专门对这两种直接式质量流量计的工作原理做个介绍。

科里奥利质量流量计工作原理

HK-CMF系列科里奥利质量流量计是流量计中精度最高、重复性最好的产品，采用的是先进的科氏力传感器，使用单台科氏力质量流量计就可直接测量质量流量、介质密度、温度，让用户更直接了解 流体的运行过程。HK-CMF系列质量流量计由两单元组成：质量流量计传感器和质量流量计关联电子单元（即变送器），流量传感器由外壳、微振动测量管、振动驱动器和信号检测器及温度补偿元件等主要部件组成。当流体通过振动测量管时，在流体推动及外加于测量管的振动力作用下，测量管将获得附加的科里奥利力，其大小与流体的质量流量成正比，将科里奥得力引起的测量管的微小扭曲导致振动时的相位差转换为线性的电信号输出，即可获得质量流量的指示。质量流量计关联电子单元（即变送器）采用盘装结构并将信号转换器和流量数字显示器合为一体。使仪表整体结构简化，接线和使用均很方便。电子单元能输出标准电流信号4～20mA；0 ～10KHz频率信号，同时具有485通讯信号。与传感器配套组成质量流量计测量系统，完成质量流量的信号处理及输出。同时具有多参数数字显示、组态、通讯、查询等功能。能显示瞬时质量流量Qm、累积质量总量M、密度ρ、温度T；对于混合流体，如油水混合物，可显示油水比Rm（质量流量比或体积流量比）。

热式气体质量流量计工作原理

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（101.325 Kpa、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。