质量流量计结构原理

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1、质量流量计结构原理说明：质量流量计是一种新型流量测量仪表，它可以直接用于测量介质的质量流量、密度和温度，具有测量精度高、量程比宽、稳定性好、维护量低等特点，在石化行业得到了广泛应用。通常质量流量计指基于希腊人科里奥利（Coriolis）力原理制成的流量计，它由一台传感器和一台用于信号处理的变送器组成，再配用流量积算器组成流量测量系统。在传感器的外壳内有一对平行的测量管（随制造厂不同形状各异），该管在安装于管子端部的电磁驱动线圈作用下，做近似音叉的振动。其测量原理以牛顿第二运动定律为基础ma式中F流体作用力m被测介质质量G加速度当流体通过两个平行的测量管时，会产生一个与流速方向横向的加速度及相应

2、的科里奥利力，该力使测量管振荡而发生扭曲，这一扭曲现象被称之为科里奥利现象。由27科甲奥力彩腹辱耳圈图；53潭津。使测！管康曲璀而视国根据牛顿第二运动定律，测量管扭曲量的大小是完全与流经测量管的质量流量的大小成正比的。当流体流过测量管时，流体就会受到科里奥利力的作用，测量管里流体所受科里奥利力的反作用，产生进口和出口的相位差。当流量为零时，测量管在固有频率下振动，测量管不产生扭曲，流体进口和出口的相位差为零。当有流体流经测量管时，进口处管子振动减速，出口处管子振动加速，遂口与出口产生相位差。当质量流量增加时该相位差也增加。通过安装于进口和出口测量管上电磁信号检测器可测得相位差。由此可见，质量流

3、量计所测到的质量流量与流体的温度、压力、黏度、电导率和流动状态无关，有无直管段并不影响仪表的测量精度，流体介质充满测量管才是质量流量计正常运行的保证。在非惯性系中，物体受到的一种实际上不存在的力。比如说，匀速运动的火车的光滑地板上有一个小球，这时它在水平方向上不受力。如果火车急刹车，那么小球向前滚动。以火车为参照物对小球进行受力分析，发现小球不受力却运动了起来（获得加速度），那么在以火车为参照物的参考系中，为了解释这一现象，引入一个不存在的力F,认为是F使小球运动。这个F就是一种不存在的力。这只是帮助你理解。科里奥利力是在旋转的非惯性系中出现的。当旋转的非惯性系中一物体运动，一般都要受科里奥利

4、力。当一个质点相对于惯性系做直线运动时，相对于旋转体系，其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系，我们认为有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线，科里奥利这个力就是科里奥利力。根据牛顿力学的理论，以旋转体系为参照系，这种质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个外加力的作用，这就是科里奥利力。从物理学的角度考虑，科里奥利力与离心力一样，都不是真实存在的力，而是惯性作用在非惯性系内的体现。科里奥利力的计算公式如下：F=2m*3F=-2mxv.(fromWiki)式中F为科里奥利力；m为质点的质量；v为质点的运动速度；3为旋转体系的角速度；表示两个向量的外积符号。从蚂蚁上磨盘说科里奥利力一只小蚂蚁爬上了一具停

5、着不转的磨盘，发现磨盘的喂料口周围撒落着一些粮食颗粒，就高兴地扑上去，准备贮藏起来作为过冬的美食。如果磨盘保持不动，那么蚂蚁在磨盘上的行动就跟在地面上没有什么不同。然而，要是磨盘被人推着骨碌碌地转起来，那又给蚂蚁的行动带来什么影响呢？你可能会答：在转动磨盘上的蚂蚁，像在转弯的汽车上的人一样，要受到惯性离心力的作用，这种力企图把蚂蚁摔出磨盘去。为了避免被摔出去，蚂蚁还得用力抓住磨盘表面，就像汽车转弯时乘客抓住扶手一样。不过，只要蚂蚁一开始在磨盘上爬行，它就会同时受到另一种力的作用，而使它走不了直线，总是不由白主地往一侧偏转。而且，当磨盘转动方向为逆时针方向时，这股力向右，使爬行中的蚂蚁的走向不断

6、往右偏转；而当磨盘转向为顺时针方向时，这股力向左，使爬行中的蚂蚁的走向不断往左偏转。因为这种怪力是法国科学家科里奥利（17921843年）于1835年发现的，所以叫科里奥利力。当然，不只是转动的磨盘上能产生这种怪力，任何转动的物体上都能产生这种力。当一个物体在作为参照系的转动着的另外一个物体上运动的时候，只要它的运动方向不是与参照系的转轴平行，它总是会受到科里奥利力的作用。科里奥利力也是一种惯性力，但是与惯性离心力大不相同。不论物体相对于转动参照系是运动还是静止，它都受到惯性离心力。而科里奥利力只在物体相对于转动参照系运动的时候才出现，在物体相对于这个参照系静止的时候它就不存在了。石化行业质量

7、流量计的工作原理及分析（上）作者admin来源Yade-浏览740发布时间08/08/02一、工作原理如图一所示，截取一根支管，流体在其内以速度V从A流向B,将此管置于以角速度3旋转的系统中。设旋转轴为X,与管的交点为O,由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度3运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上，在O点两边方向相反，大小相同，为：8Fc=2gjV8m因此，直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所产生的科氏力就可以测得质量流量。这就是科里奥利质量流量计的基本原理图1科里奥利力的形成图2早期科氏力质量流量计二、结构早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由

8、流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。在商品化产品设计中，通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均采用使测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用，并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管

9、、Q形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。1.S形测量管质量流量计如图3所示，这种流量计的测量系统由两根平行的S形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。驱功器传感器A传感器B图3S形质量流量计结构二、结构早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。在商品化产品设计中，通过测量系统旋转产生科氏力是不切合

10、实际的，因而均采用使测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用，并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Q形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。1.S形测量管质量流量计如图3所示，这种流量计的测量系统由两根平行的S形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端

11、固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。堆动器传感器A传感器B图3S形质量流量计结构这种质量流量计的工作原理及工作过程，如图4所示图4无流动时位移传感器的输出当测量管中流体不流动时，两根测量管在驱动力作用下（作用在每根管子上的力大小相等、方向相反）作对称的等振幅运动。由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大，到两端逐渐减为零。这时在两个传感器上测得的相位如图4B所示，由图中可以看出，两传感器测得的相位差为零。当测量管内流体以速度V流动时，流体中任意值点的流速，可认为是两个分流速的合

12、成：水平方向Vx及垂直方向Vy（与振动方向相同）。在恒定流条件下，流体沿水平方向的流速Vx保持恒定。从图5中可以看出，管子的进、出口处振幅为零，流体质点垂直移动速度Vx为零；图5振动管受力分析当流体质点有进口流入图示振动方向的测量管时，流体质点的垂直流动速度为+Vy，同样在流体质点流向出口时，其垂直流动速度为-Vy。由此可以推出，流体质点在通过振动的测量管时，垂直方向的速度是一个从零逐渐加大，直到中间最大，再逐渐减小到零的过程。由力学原理可知，速度的变化是由加速度引起的，而加速度是力作用于其上的结果。根据这个原理，称这个垂直速度变化为科氏加速度Ac,因此作用于流体质量M上的科氏力为Fc=Mac

13、。在测量管上与中心距离相等的两点上，作用的科氏力大小相等，方向相反。此科氏力作用在测量管上，就产生了如图5所示的结果，即在中间点上产生一对力，引起测量管轻微的扭曲或变形。而实际上在振荡运动时是两根S管同时所受的振荡，其运动方向相反，受力相等，如图6所示。图6作用在测量管上的科氏力随着振荡运动的进行，测量管被周期性地分开、靠拢，科氏力也周期性地作用在两根测量管上，通过安装在测量管上的位移创按其A、B,测出由科氏力引起的测量管相对位置的变化，通常转化为测两点的相位差，如图7所示。这个相位差的大小与质量流量成正比。图7位移传感器的输出2.U形测量管质量流量计如图8所示，U形管为单、双测量管两种结构，

14、单测量管型工作原理图8a单U形管结构傕应器A图8b双U形管结构如图9所示，电磁驱动系统以固定频率驱动U形测量管振动，当流体被强制接受管子的垂直运动时，在前半个振动周期内，管子向上运动，测量管中流体在驱动点前产生一个向下压的力，阻碍管子的向上运动，二在驱动点后产生向上的力，加速管子向上运动。这两个力的合成，使得测量管发生扭曲；在振动的另外半周期内，扭曲方c表示力偶及管子扭曲的传感器荷面视圈图9U形管工作原理测量管扭曲的程度，与流体流过测量管的值来质量流量成正比，在驱动点两侧的测量管上安装电磁感应器，以测量其运动的相位差，这一相位差直接正比于流过的质量流量。在双U形测量管结构中，两根测量管的振动方

15、向相反，使得测量管扭曲相位相差180度，如图10所示。相对单测量管型来说，双管型的检测信号有所放大，流通能力也有所提高。漆出图10测量管变形示意图3. 双J形管质量流量计如图11所示，两根J形管以管道为中心，对称分布；安装在J形部分的驱动器使管子以某一固定的频率振动传感器测量管隹感器B测量管驱动器图11J形管质量流量计结构其工作原理如图12所示，当测量管中的流体以一定速度流动时，由于振动的存在使得测量管中的流体产生一个科氏力效应。此科氏力作用在测量管上，但在上下两支管上所产生的科氏力的方向不同，管的直管部分产生不同的附加运动，即产生一个相对位移的相位差。图12J形管工作原理在双J形管测量系统中

16、，两根管在同一时刻的振动方向相反，加大了其上部与下部两直管间的相对位移的相位差。如图13所示，在流体不流动时，从A、B两传感器测得的位移信号的相位差为零图13无流动时测量管振动状态当测量管内的流体流动时，在驱动其振动的某一方向上，科氏力广生的反作用力在测量管上的影响结果如图14所示，管1分开和管2靠近时，管1上部运动加快，下部减慢，管2则在相反的方向上同样上部加快，下部减慢；结果在上部和下部安装的传感器测得的信号之间存在一个相位差，如图15所示。这个信号的大小直接反映了质量流量。隹感器氏平/管输出信号管2佶感器B1IJ1拌M画佳原器E传感器Bl传感器火Vz图14时间时间傍感器E-时间时间差有流

17、动时测量管振动状态图15传感器输出信号4. B形管质量流量计如图16所示，流量测量系统由两个相互平行的B形管组成。被测流体经过分流器被均匀送入两根B形测量管中，驱动装置安装在两管之间的中心位置，以某一稳定的谐波频率驱动测量管振动。在测量管产生向外运动时，如图17a所示，直管部分被相互推离开，在驱动器的作用下回路L1和L1相互靠近，同样回路L2和L2也相互靠近c由于每个回路都由一端固定在流量计主体上，旋转运动在端区被抑制因而集中在节点附近。图16B形管质量流量计结构而回路中的流体在科氏力作用下示的回路L1和L1相互靠近的速度减慢，而另一端L2和L2”两回路相互靠近速度增加。图17B形管工作时的受

18、力状态在测量管产生向内运动时，如图17b所示，则相反的情况发生。直管段部分在驱动力的作用下相互靠近，而两断面上的两回路朝相互离开的方向运动。管道内流体产生的科氏力叠加在这个基本运动上会使L1和L1两回路的分离速度加快，而使L2和L2两回路的分离速度减小。通过在端面两回路之间合理的安装传感器，这些由科氏力引入的运动就可用来精5. 确测定流体的质量流量单直管形质量流量计这种流量计的结构如图18所示，测量系统由一两端固定（法兰）的直管及其上的振动驱动器组成图18单直管质量流量计结构在管中流体不流动时，驱动器使管子振动，管中流体不产生科氏力，A、B两点受力相等，变化速度相同，如图19b所示。图19单直

19、管质量流量计工作原理当测量管中流体以速度V在管中流动时，由于受到C点振动力的影响（此时的振动力是向上的），流体质点从A点运动到C点时被加速，质点产生反作用力F1,使管子向上运动速度减慢；而在C点到B点之间，流体质点被减速，使管子向上的运动速度加快。结果在C点两边的这两个方向相反的力使管子产生一个变形，这个变形的相位差与测管中流体流过的质量流量成正比。6. 双直管形质量流量计图20双直管质量流量计结构隹感器图20双直管质量流量计结构相对单直管来说双直管形可减少压力损失，增大传感器感受信号，其实际中的结构如图20所示，驱动器安放与中心位置，两个光电传感器只与中心两侧对称位置上,其中图20a所示结构

20、测量管受轴向力的影响很小。双直管形质量流量计的工作原理如图21所示，当流体不流动时，光电传感器受到的管子所产生的位移的相位是相同的；当流体介质流过两根振动的测量管时，便产生了科里奥利力，这个力使测量管的振点两边发生相反的位移，振点之前的测管中流体介质使管子振荡衰减，即管子位移速度减慢；振点之后的测管中流体介质使振荡加强，即管子位移速度加快。通过光电传感器，测得两端的相位差，这个相位差在振荡频率一定时正比与测管中的质量流量。流侈不流动时流体疏动时7. 图21双直管测量原理Q形测量管质量流量计这种流量计的结构如图22所示，驱动器放在直管部分的中间位置，当管中流体以一定速度流动时，由于驱动器的振动作

21、用，使管子分开或靠近。图22Q形测量管质量流量计结构如图23a,当管子分开时，在振点前的流体中产生的科里奥利力与振动力方向相反,减慢管子的运动速度；而在振点之后管中流体产生的科氏力与振动方向相同，加快管子的运动速度。当驱动器使管子靠近时，如图23b,则产生相反的结果。在A、B两点的传感器可测的两处管字运动的相位差，由此可得到流过测管中流体的质量流量。图23Q形管质量流量计测量原理双环形测量管质量流量计这种流量计有一对平行的带有短直管的螺旋管组成，如图24所示。在管子的中间位置D装有驱动器，使两根测量管受到周期性的相反的振动，在椭圆螺旋管的两端，与中间点D等距离位置上，设置两个传感器，测量这两点

22、的管子间相对运动速度，这两个相对运动速度的相位差与流过测量管中的流体质量流量成正比。图24双环形质量流量计其工作原理简述如下：当测管中流体不流动时，振动力使管子产生的变形，在中间点两边是一样的，传感器处的两测点上，测得的振动位移的相位差为零，当测管中流体流动时，在振幅最大点之前，流体质点由于受到科氏力的作用产生一个与振动方向相反的作用力，而在这点之后产生一个与振动方向相同的作用力，由于在同一时刻两根测量管所受到的作用力大小相等，方向相反，因此反映在两传感器处测点上管子的运动速度得到增大或减小，测量这两点的相位差就可得到通过测量管流体的质量流量。三、质量流量计结构特性在一个测量系统中，流体质点作

23、用在测量管上的科氏力是很小的，这给精确的测量带来很大的困难。为使测量管产生足够强的信号，就应加大科氏力对测量管的作用或在同样的科氏力的作用下增大测量管的变形。3从原理上讲Fc=23VM,在被测流体一定时，只有加大3或V,才能提高Fc。实际中3的增加，在仪表上就需要提高振动频率和振动的振幅。振动频率的提高，严重地影响测量管的寿命，而振幅的提高就需提供较大的动力。V的增加就是增加流速，这样即增加了测量管上的静压，也增大流量计对整个系统的压力损失。这些对流量计本身和整个系统都是不利的。另一方面从结构设计上，就要考虑提高科氏力作用在振动管上的效率及提高传感器的检测能力，对后者性能的提高在此不讨论。要想

24、提高科氏力作用在测量管上的效率，必须在结构形状上提高测量管整体的系统弹性，减少钢性，选用弹性好、性能稳定的材料，并准确选择系统的振荡频率。以达到同样的科氏力作用下，测量管的变形量增加。一般来说，测量管的管壁越薄，长度越长，结构形状的系统弹性越好，作用在管上的科氏力就越明显。这样可使测量管的变形加大，信噪比增加，还可减少外界带来的干扰。测量管上所受的应力不要过于集中在一点上，以免造成机械疲劳。应力作用的形式不同，也对管子的疲劳和测量灵敏度造成一定的影响。对于不同的结构，由于其设计思路不同，各有特色，但也存在着一些问题，每一种形式均不可能达到尽善尽美。针对这些问题，制造厂商也不断地对其产品进行改善

25、，以提高其产品的性能,增强其竞争能力。下面就具体的结构对性能的影响进行简单分析。1. 测量管的形状：测量系统弹性的增加，增大了作用于振动管系统的科氏力的效应，但也增大外界机械噪声的干扰和仪表体积。测量管应尽量减少急剧弯曲，最大可能的增大测量管内径，这样可以减少压力损失。双测量管型的信噪比得到增加，流通能力也增加，别普遍采用。2. 管壁壁厚增加使管子更具有刚性，也增加了流动时管子的固定质量，减少了流体中夹杂气体时，由于其分布的不均匀引起比重变化对管子振动的影响，同时提高测量管耐压、耐磨性，但会降低系统弹性，影响测量的灵敏性。3. 制造和安装测量管的形状在制作过程应保证其对称性，在双测量管结构中应

26、保证两根管的一致性，传感器的定位要准确，以减少测量中由于密度或粘度变化对测量结果的影响。流量质量分配的不稳定性，给测量结果的准确性带来影响。从原理上讲，测量管所受科氏力的大小只与流体的质量流量有关，与流体密度、粘度无关。但密度的变化会带来附加的惯性力；而粘度的变化时测量管的内壁附着层不同，产生不同的边界层效应。结果引起测量管的质量分配不稳定，对测量结果的准确度带来影响。质量流量计检定装置的工作原理及设计与应用介绍一套质量流量计检定装置。文中对该装置的总体设计构成，检定方法及工作原理等进行了详细介绍。该装置检定范围为13000kg，系统不确定度达到万分之三，符合国家规范要求。2. 关键词：质量流

27、量计；标准装置；检定；设计ApplicationandResearchofDeviceaboutTestedMassFlowmeterZHUYuhua1,LIUJingfeng2,LIXiaochun2(.EngineeringCollege,ShenyangUniversityofTechnologye,Liaoyang111003,China;FushunPetroleumFactory,Fushun113004,China)Keywords:massflowmeter;standarddevice;test;design1质量流量计标准装置的总体设计根据质量流量计测量范围设计的技术指标为

28、：(1) 装置的准确度：对于DN25(15)50(40)100(80)实验段优于士0.05%。(2) 各实验段流量流速：最高流速达到7m/s，每实验段的流量范围度为1：20。称量时间：在按静态质量法原理工作时，称量容量容积的设计应保证在各实验段的最大流量时，称量时间不小于40s;为减少在最小流量下的称量时间，称量容器可在50%最大称量下使用，此时电子称量系统仍能保证最高精度。(3) 称量容量容积：为保证40s的称量时间，各容量容积分别为TK1500m3TK23000m3装置主要有流源系统、秤量系统、称量容器、换向装置、质量流量计等主要设备组成。2.1流源系统流源系统由水泵、水池、真空罐、过滤除

29、气器、阀门管件及变频调速电力控制等组成，本装置主要用于标定科里奥利式质量流量计，采用变频调速稳压法及流量调节结合式，以产生稳定的流源。由于工业管道中，介质流速一般在15m/s之间，而且质量流量计流通能力大，范围宽（一般可达10：1,甚至可达30:1），因此选取7m/s为管道最大流速，以适应检定质量流量计的要求。水池容积选择为12m10次）测量，测量后计算出上限流量的稳定性误差。M门顷-打1）1。其中Mi为第i次测量的质量流量，M为Mi的平均值，ta为按tx分布概率为95%的置信度计算。将流量调至称量装置的下限量，由标定程序计算出下限量及下限的稳定性8m下c经实际测试三个检定台位的稳定性优于0.

30、05%。5.3装置总误差（总不确定度）根据ISOS16&用方和根法将全部误差合成。系统很差s=t虹*8；顼,*岛*就*心其中：3标准装置系统误差，Svmax检定点中最大极限相对误差，8mL电子秤极限相对误差，8p一密度计极限相对误差，8t1一定时器相对误差，8t2一浮力形成的误差，8t3一换向装置随机相对误差，8t4换向器系统误差。经实际检定二台电子秤三个台位，每台的总误差都优于0.05%质量流量计的工作原理，液体和气体的计量有区别吗标签：回答：1浏览：813提问时间：2005-08-2717:56相关资料:西电容式流量计.pdf更多资料区最佳答案此答案由提问者白己选择，并不代表爱问知识人的观

31、点揪错:评论应wenlaotou先知*CE科氏力质量流量计的性能特点：与传统的流量测量方式相比，该流量计具体优点有如下几个方面：直接测量管道内流体的质量流量测量准确度高、重复性好，可在较大量程比范围内，对流体质量流量实现高准确度直接测量。计量的准确度高该流量计的质量流量测量准确度是0.2级；同时，它还能准确地测出流体介质的温度和密度。工作稳定可靠流量计管道内部无障碍物和活动部件，因而可靠性高、寿命长、维修量小；使用方便、安全。适应的流体介质面宽除一般粘度的均匀流体外，还可测量高粘度、非牛顿型流体；不仅可以测量单一溶液的流体参数，还可以测量混合较均匀的多相流；无论介质是层流还是紊流，都不影响其测

32、量准确度。广泛的应用领域可在石油化工、制药、造纸、食品、能源等多种领域实施计量和监控。防腐性能好能适用各种常见的腐蚀性流体介质。多种实时在线测控功能除质量流量外，还可直接测量流体的密度和温度。智能化的流量变送器，可提供多种参数的显示和控制功能，是一种集多功能为一体的流量测控仪表。可扩展性好公司可根据用户需要，专门设计和制造特殊规格型号和特殊功能的质量流量计；还可进行远程监控操作等。两相分离计量的另一种形式的计量设备由两相分离器、质量流量计和气体流量计组成质量流量计测量分离出的液量，并计算出其中的含水率，从而测量出油井的油、气、水产量。这种计算装置投资较少、操作简便，在我国油田中获得了较多的应用

33、。由这一段话可以看出液体和气体的计量是有区别的。质量流量计基本原理与维护发布时间：2009-03-24作者：冯曙光点击：2097刖曰本文主要介绍质量流量计的基本原理以及在日常使用过程中的故障处理，随着现代计量水平的日益提高，流量计也使用得越来越广泛，希望本文对广大用户提供一些帮助。一、质量流量计结构原理在工业生产过程中，有时需要测量流体的质量流量，如化学反应的物料平衡、热量平衡、配料等，都需要测量流体的质量流量。质量流量是指在单位时间内，流经封闭管道截面处流体的质量。用来测量质量流量的仪表统称为质量流量计。质量流量计由传感器，变送器及数字指示累积器等三部分组成。传感器根据科里奥利效应制成的，由

34、传感管、电磁驱动器、和电磁检测器三部分组成。电磁驱动器使传感器以其固有频率振动，而流量的导入使u形传感器在科氏力的作用下产生一种扭曲，在它的左右两侧产生一个相位差，根据科里奥利效应，该相位差与质量流量成正比。电磁监测器把该相位差转变为相应的电平信号送入变送器，经滤波、积分、放大等电量处理后。转变成与质量成正比的420mA模拟信号和一定范围的频率信号两种形式输出。质量流量计的测量原理以牛顿第二运动定律为基础F=ma式中F一流体作用力；m一被测介质质量；a一加速度。当流体通过两个平行的测量管时，会产生一个与流速方向横向的加速度及相应的科里奥利力，该力使测量管振荡而发生扭曲，这一扭曲现象被称之为科里

35、奥利现象。根据牛顿第二运动定律，测量管扭曲量的大小是完全与流经测量管的质量流量的大小成正比的。当流体流过测量管时，流体就会受到科里奥利力的作用，测量管里流体所受科里奥利力的反作用，产生进口和出口的相位差。当流体为零时，测量管在固有频率下振动，测量管不产生扭曲，流体进口和出口的相位差为零。当有流体流经测量管时进口处管子振动减速，出口处管子振动加速，进口与出口产生相位差。当质量流量增加时该相位差也增加。通过安装于进口和出口测量管上电磁信号检测器可测得相位差。质量流量计的特点:对示值不用加以理论的或人工经验的修正；输出信号仅与质量流量成正比例，而与流量的物性（如温度、压力、粘度、密度雷诺数等）无关；

36、与环境条件（如温度、湿度、大气压等）无关；只需检测、处理一个信号（即仪表的输出信号），就可进行远传和控制；只需一个变量对时间进行积分，所以流量的积算简单等等。二、工作环境工作环境温度限制在37oC60oC三、技术参数Powersupply:85265VAC50/60HZ18-100VDC四、面板显示说明SCROLL滚动按扭SELECT选择按钮Unitofmeasure公称单位一般对于仪表维护人员，建议用软件或手操器对质量计进行维护，屏蔽掉一些面作操作，这是因为现场操作人员在使用过程容易去操作而使流量计出现故障，关于用软件操作，笔者就在ProLinkII调节质量流量计操作方法一文中详细介绍过了，

37、下面简单介绍一下使用面板对质量流量计累积量清零操作：显示MassTqUIS：示RESET显:示YESSCROLbSELECTSELECTSELECTfHMissTotai清零卜显示START显示STOFSCROLbELECT开始累SCROUSELECT*累积量就停止累积，如果按了STOP就后要使累积量再开始计数就必须在按START键，否则累积量就停止累积，然后按SCROLL键屏幕就会显示EXIT键，按SELECT就退回到正常画面。五、接线方式我厂使用的是罗斯蒙特公司生产的质量流量计，此流量计无需直管段或整流设备，是一体型传感器和变送器为特色。易于安装。带MVD技术的新型1000系列变送器，可用

38、4芯电缆将变送器远传300米处，可将传感器安装在管线的任何位置。我们采用的是毫安输出信号。比较方便将信号引入中控室DCS系统。现场表有标准显示，可显示瞬时流量、密度、累积流量等。还可在显示面板重新设置内置累积器。流量计可使用HART通讯协议可作为Bell202多点网络的一部分进行安装。采用的四线制，两根电源线，两根信号线，接在质量流量计的下面端子上，1,2接信号线，9,10接电源线，7,8接服务端口端（使用ProLinkn软件），5,6接RS-485端，1,2可以接HART/Bell202端。在使用1,2、5,6时可以并联一250-600欧电阻。六、故障处理一般情况下质量流量计是不会出现故障的

39、，出现故障也不要紧，仔细分析原因就能使问题得到解决，比如工况有没有发生变化，有没有过气，是不是刚校验回来使用的等等，下面简单介绍几种故障及处理：1、硬件故障若出现误差偏大，积算器显示不亮或不增值，显示器空白位等现象，其原因：a. 安装不规范，可直接导致流量计零漂，如质量流量计安装在泵出口处较近，传感器支撑强度不够，连接法兰焊接不当产生应力信号，电缆受电磁干扰。b. 接线问题若出现显示器不亮现象，应检查积算器电源连线，若出现保险丝被烧，应确认输入电压与标准电压标称值，交直流形式是否一致。又若出现积算器不随流量增加时，应检查积算器接线，若积算器装有正/反向程序，应检查流量计接线，因流量计接线不正确

40、，会使积算器在反向流时不递增。工艺介质变化若测量介质出现夹气，气化或两相流等现象，变送器会出现报警显示，严重时，传感器停止工作。c. 变送器失效。d. 传感器失效。e. 管道吹扫问题。2、软件问题对于刚校验完的流量计安装使用前一定要注意在当前工况下的零点校验，必须保证流量计中充满介质后关闭两端截止阀才能零点标定，具体的方法有很多种，面板操作、手操器以及使用ProLinkII软件。a. 零点校准有误。b. 参数设置有误。c. 电源的脉冲波动。d. I/O组态有误（一定要注意量程）。e. 操作有误。以上仅是个人在维护质量流量计的一些浅见，如有不足之处还望大家多多包涵参考文献1乐嘉谦主编.仪表工手册

41、.第二版.北京：化学工业出版社，20042质量流量计英文说明书作者简介：冯曙光，男，1980年生，仪表工程师（渤海石油采油技术服务公司，天津塘沽300452）,2004年毕业于西南石油大学仪器仪表与控制专业，主要从事化工仪器仪表的维修与保养，DCS与PLC控制系统的维护工作。流量计结构原理分类点击次数：21发布时间：2010-6-10按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理，大致上可归纳为以下几种类型：1. 容积式流量计容积式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进行度量。流量越大，度量的次数越多，输出的频率越高。容积式流量计的原理比较简单，适于测量高粘度、低雷诺数的流

42、体。根据回转体形状不同，目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计（罗茨流量计）、旋转活塞和刮板式流量计；适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等.2. 叶轮式流量计叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转，以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计，其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低,误差约2%,但结构简单，造价低，国内已批量生产，并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高，一般误差为士0.2%0.5%。3. 差压式流量计（变压降式流量计

43、）差压式流量计由一次装置和二次装置组成.一次装置称流量测量元件，它安装在被测流体的管道中，产生与流量（流速）成比例的压力差，供二次装置进行流量显示。二次装置称显示仪表。它接收测量元件产生的差压信号，并将其转换为相应的流量进行显示.差压流量计的一次装置常为节流装置或动压测定装置（皮托管、均速管等）。二次装置为各种机械式、电子式、组合式差压计配以流量显示仪表.差压计的差压敏感元件多为弹性元件。由于差压和流量呈平方根关系，故流量显示仪表都配有开平方装置，以使流量刻度线性化。多数仪表还设有流量积算装置，以显示累积流量，以便经济核算。这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，世界各国一般都用在比较重

44、要的场合，约占各种流量测量方式的70%。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都米用这种表计。4. 变面积式流量计（等压降式流量计）放在上大下小的锥形流道中的浮子受到白下而上流动的流体的作用力而移动。当此作用力与浮子的“显示重量”（浮子本身的重量减去它所受流体的浮力）相平衡时，俘子即静止。浮子静止的高度可作为流量大小的量度。由于流量计的通流截面积随浮子高度不同而异，而浮子稳定不动时上下部分的压力差相等，因此该型流量计称变面积式流量计或等压降式流量计。该式流量计的典型仪表是转子（浮子）流量计。5. 动量式流量计利用测量流体的动量来反映流量大小的流量计称动量式流量计.由于流动流体的动量P与流体的密

45、度及流速v的平方成正比，即pv2,当通流截面确定时，v与容积流量Q成正比，故pQ2。设比例系数为A,则Q=A因此，测得P,即可反映流量Q这种型式的流量计，大多利用检测元件把动量转换为压力、位移或力等，然后测量流量。这种流量计的典型仪表是靶式和转动翼板式流量计。6. 冲量式流量计利用冲量定理测量流量的流量计称冲量式流量计，多用于测量颗粒状固体介质的流量，还用来测泥浆、结晶型液体和研磨料等的流量。流量测量范围从每小时几公斤到近万吨。典型的仪表是水平分力式冲量流量计，其测量原理是当被测介质从一定高度h白由下落到有倾斜角的检测板上产生一个冲力，冲力的水平分力马质量流量成正比，故测量这个水平分力即可反映

46、质量流量的大小。按信号（九）的检测方式，该型流量计分位移检测型和直接测力型。7. 电磁流量计电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电动势，而感应电动势又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管道流量的原理而制成的。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。可测最大管径达2m而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不能应用。电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影响了在工业管流测量中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展.超声波流量计超声波流量计是基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和的原理而设计的。它也是由测

47、流速来反映流量大小的。超声波流量计虽然在70年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量计。利用多普勒效应制造的超声多普勒流量计近年来得到广泛的关注，被认为是非接触测量双相流的理想仪表8. 流体振荡式流量计流体振荡式流量计是利用流体在特定流道条件下流动时将产生振荡，且振荡的频率与流速成比例这一原理设计的.当通流截面一定时，流速与导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量.这种流量计是70年代开发和发展起来的.由于它兼有无转动部件和脉冲数字输出的优点，很有发展前途。目前典型的产品有涡街流量计

48、、旋进旋涡流量计。9. 质量流量计由于流体的容积受温度、压力等参数的影响，用容积流量表示流量大小时需给出介质的参数。在介质参数不断变化的情况下，往往难以达到这一要求，而造成仪表显示值失真。因此，质量流量计就得到广泛的应用和重视。质量流量计分直接式和间接式两种。直接式质量流量计利用与质量流量直接有关的原理进行测量，目前常用的有量热式、角动量式、振动陀螺式、马格努斯效应式和科里奥利力式等质量流量计。间接式质量流量计是用密度计与容积流量直接相乘求得质量流量的。在现代工业生广中，流动工质的温度、压力等运行参数不断提局，在周温周压的情况下，由于材质和结构等方面的原因，直接式质量流量计的应用遇到困难，而间

49、接式质量流量计由于密度计受湿度和压力适用范围的限制，往往也不好实际应用。因此，在工业生产中广泛采用的是温度压力补偿式质量流量计。可把它看作一种间接式质量流量计，不是配用密度计，而是利用温度、压力与密度间的关系，用温度、压力信号经函数运算为密度信号，与容积流量相乘而得到质量流量.目前温度、压力补偿式质量流量计虽已实用化，但当被测介质参数变化范围很大或很迅速时，正确地补偿将很困难或不可能，因此进一步研究在实际生产中适用的质量流量计和密度计还是一个课题。陈上述常用结构原理的流量计比各种结构的流量计很多，如适用于明渠测流的各种堰式流量计、槽式流量计；适于大口径测流的插入式流量计；测量层流流量的层流流量

50、计；适于二相流测量的相关法流量计；以及激光法、核磁共振法流量计和多种示踪法、稀释法测流等。随着科技的发展和实际应用需要，新型流量计将不断涌现流量计的类型将更为齐全。1, 流量计的发展流量计（英文:flowmeter）流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。白那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流

51、避计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此

52、三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。2, 编辑本段流量计的应用领域流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。一，工业生产过程流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程白动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程白动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。二，能源计量能源分为一次能源（煤炭、原油

53、、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。三，环境保护工程烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个

54、烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连桂排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。四，交通运输有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。五，生物技术21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液

55、，尿液等。仪表开发的难度极大，品种繁多。六，科学实验科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。七，海洋气象，江河湖泊这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。编辑本段如何使用靶式流量计首先按照要求安装好便携式超声波流量计特别上海流量计装的电极，并标定和调整好超声波流量计。然后把安装到位的靶式流量计按工厂提供的标定书用数字万用表分别检验和调整零位量程、阻尼等，

56、最后把工作开关打到测量位置。蒸汽流量计1将阀门开度分别定在。，25%,5000,750o,1000o，记录下两流量计同一时刻的显示值。2将阀门开度分别定在10000,7500,5000,25%,0，记录下两流量计同天然气流量计时刻的显示值。3对两流量计的误差进行分析，若两流量计的指示相差太大，就要分别查找原因，检查超声波流量计的安装有无问题特别是两电极，拆下靶式流量气体流量计进行检查靶杆是否有异物，桥路电阻，桥路接线接好否，设置是否正确等，并重新标定和安装。4若两流量计相差较小或差一个恒定值，可适当调整靶式流量计的零位和满度，经反复调整直至满足测量要求。5重复1,2项操作，液体流量计两表的示值，同时参照生产系统的其他流量进行物料平恒计算，反复调整直至满足生产要求。经这种方法调整和1a多的生产运行,尤其在2004年的装置开车过程中，证明该靶式流量计在生产过程中稳定可靠，反应灵敏，故障少，维护工作量少，检修，调校简单。在生产中实现了经济运行，完全达到了预期目的。3, 编辑本段流量计种类用以测量管路中流体流量（单位时间内通过的流体体积）的仪表。有转子流量比、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计和堰等。流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。至今为止，