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質量流量計

流體在旋轉的管內流動時會對管壁產生一個力,它是科里奧利在1832年研究輪機時發現的,簡稱科氏力。在1977年由美國高準(Micro Motion)公司的創始人根據此原理研發出世界上第一臺可以實際使用
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流體在旋轉的管內流動時會對管壁產生一個力,它是科里奧利在1832年研究輪機時發現的,簡稱科氏力。在1977年由美國高準(Micro Motion)公司的創始人根據此原理研發出世界上第一臺可以實際使用的質量流量計。質量流量計以科氏力為基礎,在傳感器內部有兩根平行的流量管,中部裝有驅動線圈,兩端裝有檢測線圈,變送器提供的激勵電壓加到驅動線圈上時,振動管作往復周期振動,工業過程的流體介質流經傳感器的振動管,就會在振管上產生科氏力效應,使兩根振管扭轉振動,安裝在振管兩端的檢測線圈將產生相位不同的兩組信號,這兩個信號的相位差與流經傳感器的流體質量流量成比例關系。計算機解算出流經振管的質量流量。不同的介質流經傳感器時,振管的主振頻率不同,據此解算出介質密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質的溫度。
 
質量流量計直接測量通過流量計的介質的質量流量,還可測量介質的密度及間接測量介質的溫度。由于變送器是以單片機為核心的智能儀表,因此可根據上述三個基本量而導出十幾種參數供用戶使用。質量流量計組態靈活,功能強大,性能價格比高,是新一代流量儀表。
測量管道內質量流量的流量測量儀表。在被測流體處于壓力、溫度等參數變化很大的條件下,若僅測量體積流量,則會因為流體密度的變化帶來很大的測量誤差。在容積式和差壓式流量計中,被測流體的密度可能變化30%,這會使流量產生30~40%的誤差。隨著自動化水平的提高,許多生產過程都對流量測量提出了新的要求。化學反應過程是受原料的質量(而不是體積)控制的。蒸氣、空氣流的加熱、冷卻效應也是與質量流量成比例的。產品質量的嚴格控制、精確的成本核算、飛機和導彈的燃料量控制,也都需要精確的。因此質量流量計是一種重要的流量測量儀表。
 
測量原理
質量流量計是采用感熱式測量,通過分體分子帶走的分子質量多少從而來測量流量,因為是用感熱式測量,所以不會因為氣體溫度、壓力的變化從而影響到測量的結果 。質量流量計是一個較為準確、快速、可靠、高效、穩定、靈活的流量測量儀表,在石油加工、化工等領域將得到更加廣泛的應用,相信將在推動流量測量上顯示出巨大的潛力。質量流量計是不能控制流量的,它只能檢測液體或者氣體的質量流量,通過模擬電壓、電流或者串行通訊輸出流量值。但是,質量流量控制器,是可以檢測同時又可以進行控制的儀表。質量流量控制器本身除了測量部分,還帶有一個電磁調節閥或者壓電閥,這樣質量流量控制本身構成一個閉環系統,用于控制流體的質量流量。質量流量控制器的設定值可以通過模擬電壓、模擬電流,或者計算機、PLC提供。
 
主要特點
 
1. 適用多種介質
2. 測量準確度高
3. 安裝直管段要求低
4. 可靠性好
5. 維修率低
6. 具有核心處理器
 
技術指標:
主要參數
質量流量精度: ±0.002×流量±零點漂移
密度測量精度: ±0.003g/cm3
密度測量范圍: 0.5~1.5g/cm3
溫度測量精度: ±1°C
傳感器
環境溫度: -40~60°C
介質溫度: -50~200°C
防爆類型: iBⅡBT3
關聯設備: 配套變送器
變送器
工作溫度: 0~60°C
相對濕度: 95%以下
電 源: 220±10%VAC,50Hz或24±5%VDC,40W
圖1為量熱式質量流量計。當流體靜止時,熱源兩端對稱放置的溫差電偶指示溫度相等。 常用的旁通管式質量流量計把管路用細管分成無數小型管路,再把其中一個管路引出來,把傳感器置于旁通管外,此方法測量元件與介質隔開,但是響應速度和精度稍低,通過加工技術的進步,流量計的精度和重復性都有了很高的進步。
圖2為雙孔板差壓式質量流量計。在管道A、B處安裝兩個相同的孔板。在分流管道中裝有兩個相同的可產生方向相反的恒定體積流量q的定流量泵。兩孔板前后壓力差△P=P1-P3=4KρQq,與ρ、Q成正比。式中K為常系數,ρ為密度,Q為管道體積流量,ρQ即為質量流量。
圖3為雙葉輪式質量流量計。在殼體內同軸地安裝兩個葉片角不等的葉輪,中間用彈簧連成一體。兩輪受到的轉矩之差,使彈簧扭轉角α。 α與質量流量M 和角頻率&owega;之積成比例,即α ∝M&owega;。測出角位移 α所需的時間 , 即可測出M 值。測量的方法是:在殼體上裝兩個電磁檢測器,當第一個渦輪產生脈沖時,開始計數。第二個渦輪產生脈沖時,停止計數。根據計數器的標準頻率測出時間t,進而求出M 值。
間接式質量流量計  間接式質量流量計有 3種主要型式:速度式流量計與密度計的組合,節流式(或靶式)流量計與容積式流量計的組合,節流式(或靶式)流量計與密度計組合。
帶微型機的質量流量測量儀表又稱為質量流量計算機,是一種通用性的新型流量測量儀表。它可以輸入流體的密度、流量(渦輪流量計、節流流量計)、比重、溫度、壓力、熱量等信號。

質量流量計的優缺點
1.優點
熱式質量流量計可測量低流速(氣體0.02~2m/s)微小流量,浸入式熱式質量流量計可測量低~中偏高流速(氣體2~60m/s),插入式熱式質量流量計更適合于大管徑。
熱式質量流量計無可活動部件,無分流管的熱分布式儀表無阻流件,壓力損失很小,帶分流管的熱分布式儀表和浸入性儀表,雖在測量管道中置有阻流件,但壓力損失也不大。
熱式質量流量計使用性能相對可靠。與推導式質量流量儀表相比,不需溫度傳感器,壓力傳感器和計算單元等,僅有流量傳感器,組成簡單,出現故障率小。
氣體的比熱容會隨著壓力溫度而變,但在所使用的溫度壓力附近不大的變化可視為常數。
2.缺點
.熱式質量流量計響應迅速;
.被測量氣體組分變化較大的場所,因cp值和熱導率變化,測量值會有較大變化而產生誤差;
.對小流量而言,儀表會給被測氣體帶來相當熱量;
.對于熱分布式熱式質量流量計,被測氣體若在管壁沉積垢層影響測量值,必須定期清洗對細管型儀表更有易堵塞的缺點,一般情況下不能使用;
.對脈動流在使用上將受到限制;
.液體用熱式質量流量計對于粘性液體在使用上亦受到限制。

產品選型:

HH-RSQ

熱式氣體質量流量計

公程通徑

-XX

100表示DN100

安裝形式

G

管道式

C

插入式

1

螺紋連接

2

法蘭連接

公稱壓力

A

0~0.6MPA

B

0~1.0MPA

C

0~1.6MPA

D

0~2.5MPA

E

0~4.0MPA

F

0~6.4MPA

G

0~10MPA

H

0~16MPA

工藝條件

0

普通

1

防腐

2

防爆

3

高溫

輸入信號

A

無輸出

B

4~20MA

C

RS485 MODBUS

供電電源

1

220V AC

2

24V DC

質量流量計分類
熱式質量流量計根據熱源及測溫方式的不同可分為接觸式和非接觸式兩種:
1.接觸式熱式質量流量計
這種質量流量計的加熱元件和測溫元件都置于被測流體的管道內,與流體直接接觸,常被稱為托馬斯流量計,適于測量氣體的較大質量流量,由于加熱及測量元件與被測流體直接接觸,因此元件易受流體腐蝕和磨損,影響儀表的測量靈敏度和使用壽命。測量高流速、有腐蝕必的流體時不宜選用,這就是接觸式的缺點。
2.非接觸式熱式質量流量計
這種流量計的加熱及測溫元件都置于流體管道外,與被測流體不直接接觸,克服了接觸式的缺點。

傳感器參數


管段傳感器數據表 (螺紋連接)

內徑
(mm)DN

重量
(Kg)

安裝長度
(mm)L

連接螺紋

額定壓力
(MPa)

帶連接件

不帶連接件

20

4.5

280

R3/4″

G1″

1.6MPa

25

4.7

280

R1″

G11/4″

40

5.0

280

R11/2″

G2″

注:DN<20mm時,傳感器尺寸請咨詢我公司
管段傳感器尺寸表(法蘭連接)

內徑
(mm)DN

重量
(Kg)

安裝長度
(mm)L

法蘭尺寸(mm)

額定壓力
(MPa)

D

D0

N×A

20

6.2

280

105

75

4×14

1.0

25

6.6

280

115

85

4×14

32

7.2

280

140

100

4×18

40

8.2

280

150

110

4×18

50

9.6

280

165

125

4×18

65

10.8

280

185

145

4×18

80

13.1

280

200

160

8×18

100

16.5

280

220

180

8×18

125

19.6

290

250

210

8×18

150

29.8

310

285

240

8×22

200

40

340

340

295

8×22

250

56

370

395

350

12×22

300

66

410

455

400

12×22

350

70

440

505

460

16×22

400

75

480

565

515

16×26

450

90

510

615

565

20×26

500

105

550

670

620

20×26

600

162

620

780

725

20×30

700

180

690

860

810

24×26

0.6

800

240

750

975

920

24×30

1000

390

890

1175

1120

28×30

1200

650

1030

1405

1340

32×33

1400

850

1160

1630

1560

36×36

1600

1150

1290

1830

1760

40×36

1800

1500

1430

2045

1970

44×39

2000

1890

1560

2265

2180

48×42

注: 表中只給出了1.0Mpa的額定壓力,高于1.0Mpa時請咨詢我公司
 

質量流量計的安裝 
1、插入式儀表安裝
將儀表傳感器桿上的止退螺母松開,使腔式連接螺母能夠沿傳感器桿滑向傳感器護套,使護套完全縮入腔式連接螺母中。

 

  1. 將腔式連接螺母緊固于專用球閥上(需在它們之間加裝密封墊)
    打開專用球閥,將傳感器桿壓入管道,直至止退螺母能夠與腔式連接螺母鎖緊。
    轉動傳感器桿,使標記點能與介質流動方向同向,鎖緊止退螺母。更改顯示屏方向。
    如果顯示屏的方向不能滿足現場顯示角度的要求,可以更改顯示屏的方向。顯示表頭可在水平6個方向上轉動,更改方法是:切斷電源,打開轉換器前蓋,斷開傳感器與轉換器連線(兩組共4根或3組6根,組與組之間不能互換,同一組兩根線可互換),松開表頭法蘭(旋掉6顆M6的內六角螺栓),此時可轉動轉換器(不要讓轉換器跌落),直到觀測方便,重新固定法蘭,并連接傳感器與轉換器連線,蓋緊轉換器前蓋,接通電源。
    2、管段式儀表安裝
  2. 確認管段的連接方式(法蘭連接或螺紋連接)。管段式儀表已在出廠時把傳感器裝配在專用管段上,用戶只需把管段再裝配到現場,因此相對現場插入式儀表的安裝要簡單。首先按照現場插入式儀表安裝的第1部選擇安裝點。然后按照管段式傳感器的尺寸切割管道、安裝配對法蘭或螺紋。后用螺栓安裝管段儀表,安裝時要保證儀表的標記方向和介質流體方向同向,并且顯示平面要垂直于水平面,管道軸心線要平行于水平面,誤差不能超過±5度




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