过控--各种质量流量计的工作原理及应用讲课稿
各种流量计的基本原理培训(PPT31页)
• 四、超声波流量计
操作
断电、上电，需在当前支路停用时操作（现场 讲解）
流量控制：先查看现场流量计铭牌上的量程 qmin和qmax，供气状态下流量计配套压变的压 力P兆帕，则标况瞬时量应控制在10*P* qmin 和10*P* qmax之间。
日常维护：流量计法兰验漏、查看电缆热缩套 有无进水，铭牌、标示清晰。
-40度 -30度 -20度 -10度 0度 10度 20度 30度 40度 50度 60度 70度 80度 90度 100度
84.27 88.22 92.16 96.09 100.0 103.9 107.7 111.6 115.5 119.4 123.2 127.0 130.9 134.7 138.5 欧姆 欧姆 欧姆 欧姆 0欧姆 0欧姆 9欧姆 7欧姆 4欧姆 0欧姆 4欧姆 8欧姆 0欧姆 1欧姆 1欧姆
载气（He）作为动力气以一定的流速将标气（已知组 分的天然气）输送到色谱柱中，经检测器后生成色谱 图，与已知的组分值结合计算出响应因子。该分析16 分钟一次，每天7点进行1次。
•
1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2020 /9/162 020/9/1 6Wednesday, September 16, 2020
• 四、超声波流量计
原理
超声波流量计采用超声波检测技术测定气体流量，通过测量超声波沿气 流顺向和逆向传播的声速差、压力和温度，算出气体的流速及标准状态 下气体的流量。流量计原理示意图如图所示：
• 四、超声波流量计
基础部件-流量计本体、表头
表头
丹尼尔超声流量计
出站：DN200 量程：64-3200m3/h 进站：DN300 量程：90-7200m3/h
⒎ 消旋器：作用是消除旋涡流， 以减小对下游仪表性能的影响。
质量流量控制器原理
质量流量控制器原理质量流量控制器是一种用于控制气体质量流量的仪器，它可以根据用户设定的质量流量值，精确地调节气体的流量，从而确保气体流量的准确性和稳定性。
本文将重点介绍质量流量控制器的原理及其工作方式。
一、质量流量控制器原理质量流量控制器的原理基于流场动态计量技术，它通过测量气体密度和瞬时流量计算气体的质量流量，然后根据设定值调节流量控制阀门的开度，从而实现质量流量的精确控制。
在质量流量控制器中，气体通过流量计进入测量腔体，测量腔体中装有传感器，可以进行压力、温度、流量、密度等参数的测量。
这些参数直接影响了气体密度的计算，而气体密度的准确计算是控制质量流量的关键。
测量系统完成数据采集后，将数据转换为质量流量值，并通过控制阀门的开度来调节气体流量，实现质量流量的精确控制。
二、质量流量控制器的工作方式质量流量控制器主要分为两个部分，即测量模块和电子控制模块。
（一）测量模块测量模块由流量计和密度计组成。
流量计可以根据气体流过流体的速度进行测量，而密度计则是利用气体压力、温度、流量等参数进行测量。
这两种仪器都非常精确，可以实时测量气体的流量和密度。
在测量模块中，流量计和密度计通过传感器与电子控制模块相连。
当气体经过流量计时，流量计产生信号并将其传输到控制模块，控制模块根据信号计算出气体的流量。
当气体经过密度计时，密度计也会产生信号并传输到控制模块，控制模块根据信号计算出气体的密度。
（二）电子控制模块电子控制模块主要由控制器、流量计控制器、密度计控制器和阀门控制器等部分组成。
电子控制模块的主要作用是接收来自测量模块的信号，并根据用户设定的质量流量值自动调节阀门的开度，从而控制气体的流量。
具体的工作流程如下：1. 用户根据需要设定目标质量流量值，并将该值输入到控制器中。
2. 测量模块中的流量计和密度计开始测量气体的流量和密度，并将测量结果传输到电子控制模块中。
3. 电子控制模块根据测量结果计算出当前的质量流量值，并将该值与用户设定的目标质量流量值进行比较。
质量流量计原理及应用
质量流量计原理及应用质量流量计（Mass Flow Meter）是一种用于测量流体质量流量的仪器设备，其测量原理基于流体的质量守恒定律和相关流体动力学方程。
质量流量计通过测量流体的密度和流体中的流速来计算流体的质量流量。
质量流量计广泛应用于各个领域，如化工、石油、制药、食品等行业中的流体流量测量和质量控制。
质量流量计的工作原理是基于瞬时质量守恒定律。
它通过测量流体中的密度和流体的流速来计算流体的质量流量。
质量流量计主要由两部分组成：传感器和传感器信号处理器。
传感器是测量流体密度和流速的装置，而传感器信号处理器则用于从传感器读取的信号中计算和输出质量流量。
质量流量计的传感器通常采用热式质量流量计或者压差质量流量计。
热式质量流量计使用热敏电阻或热电偶作为传感器，测量流体中的温度差异。
当流体通过测量管道时，热电阻或热电偶会受到流体中的传热影响，从而导致温度变化。
通过测量流体中的温度变化，可以计算出流体的质量流量。
压差质量流量计则是通过测量流体通过管道的压差来计算质量流量。
压差质量流量计包括一个减压装置和压差传感器。
流体通过减压装置时会产生压差，压差传感器可以测量这个压差，并根据压差计算出流体的质量流量。
质量流量计的应用非常广泛。
在化工行业中，质量流量计常用于测量液体和气体的质量流量，如测量液体和气体的进出口流量、控制反应器中的气体供应和产物排放等。
在石油行业中，质量流量计用于测量原油、天然气和石油产品的质量流量，用于管道输送和储罐计量。
在制药和食品行业中，质量流量计被用于监控流料的质量，确保产品质量。
此外，质量流量计还被广泛应用于环境监测、能源管理等领域。
质量流量计具有准确度高、稳定性好、响应速度快等特点。
它可以测量各种流体，包括低温、高温、腐蚀性流体等。
并且，质量流量计不受流体密度、温度、压力等因素的影响，适用于多种工况。
总之，质量流量计通过测量流体中的密度和流速来计算流体的质量流量。
其工作原理基于瞬时质量守恒定律，通过测量流体中的密度和流速来计算流体的质量流量。
质量流量计PPT课件
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传感器安装
1．1 安装位置应避免电磁干扰。传感器、变送器的安装位置 以及电缆铺设应尽量远离易产生强电磁场的设备，如大功率 马达、变压器设施、变频设备等。
1．2 传感器的安装方向：要保证被测介质能够完全充满传感器， 且对于液体要不集气，对于气体要不积液，对于粘稠、脏污、 高凝点的介质易排空（根据需要，也可在两侧加装低点阀））。 下图以Elite系列传感器为例的安装方向示意图。
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接线示意图
仪表接线
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流量计组态
一 、 概述 在完成传感器、变送器的安装、接线及上电后，接下来需要完成
必要的组态。 基本组态项目：
1、组态测量单位，根据需要选择过程变量的测量单位，包括质量 流量、体积流量、温度、密度等；
2、组态毫安输出或脉冲输出的过程变量； 3、组态毫安输出和脉冲输出对应的量程； 4、回路测试（如果需要数据远传）。
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1．3 安装时要注意流量计外壳上的流向标志,其箭头指向与变送器内组态的 方向相一致。
注：质量流量计可以双向使用。如果安装流向与实际流向相反，修 改变送器内的流向组态即可。
1．4 在完成管道预置和管道吹扫后再安装传感器，避免管道施工造
成的意外损坏及杂物进入。另外在安装传感器前，请勿将传感器进 、出口的保护套除去。
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组态变送器的毫安输出 1、同时按SCROLL（左）键和SELECT（右）键4秒以上（下面的指示灯
持续闪烁），直至看到see Alarm为止。
注：按键为光敏按键，不用开盖，在玻璃窗外遮挡按键位置即可完成按 键操作。
2、按左键(SCROLL)翻到OFF-LINE MAINT 菜单，再按右键(SELECT)进入 菜单。
流量计工作原理ppt课件
涡街流量计
优点 ① 结构简单，无可动部件，长期运行可靠性高； ② 测量精度高； ③ 测量范围宽，量程比可达10：1。 缺点 ① 不适用于低雷诺数测量； ② 安装时上下游需较长直管段。 选用标准 ① 洁净气体、蒸汽和液体的测量； ② 低流速流体及粘度较大的液体不宜采用涡街流量计。
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电磁流量计
电磁流量计主要由磁路系统、测量导管、外壳、衬里、 电极和转换器等部分组成。
工作原理 基于法拉第电磁感应定律，即当导体在磁场中作
切割磁感线运动时，在导体中会产生电动势，电动势 的大小与导体在磁场中的有效长度和垂直于磁场方向 的运动速度成正比。
同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动从而切 割磁感线时，会在管道两边的电极上产生动生电动势。 流体速度越快，产生的电动势就越大。
① 时差法
超声波在流体中顺流、逆流的传播速度不同，导致传播相
同距离时会存在时间差，该时间差与流体的流动速度成正比，
因此测出时间差就可以得出流体的流速。
时差法只能用于高速流动的清洁液体和气体。
② 波束偏移法
流体流动会引起超声波束偏移，流速越大，偏移角越大，
两接收器收到的信号强度差值也越大，因此可以通过测量两接
由于科氏力是惯性力，流体质量越大，产生的科氏力就越大， 丈量管的扭曲角就越大。通过测量扭曲角就可以计算出质量流量。
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科氏力质量流量计
优点 ①直接测量质量流量， 有很高的测量精确度； ②可测量流体. 范围广泛，
涡街流量计
工作原理 基于卡门涡街原理，在测量管道中设置漩涡发生
质量流量计工作原理
质量流量计工作原理
质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器。
它的工作原理是利用流体在
测量管道中的质量变化来计算流体的质量流量。
在质量流量计中，流体的密度是一个重要的参数，因为质量流量是由流体质量和流体密度的乘积得出的。
首先，让我们来看一下质量流量计的基本结构。
质量流量计通常由测量管道、
传感器和数据处理单元组成。
测量管道是流体流动的路径，传感器用于测量流体的质量变化，数据处理单元用于处理传感器采集到的数据并计算出流体的质量流量。
在质量流量计中，流体的质量变化是通过测量管道中的传感器来实现的。
传感
器可以采用多种不同的原理来实现质量变化的测量，比如热敏电阻、压电效应、振动频率等。
这些传感器可以将流体的质量变化转化为电信号，并传输给数据处理单元进行处理。
数据处理单元是质量流量计的核心部分，它通过处理传感器采集到的数据来计
算出流体的质量流量。
在数据处理过程中，需要考虑到流体的密度、温度、压力等参数，以确保计算结果的准确性。
此外，数据处理单元还可以对测量结果进行校正和补偿，以提高测量的精度和稳定性。
总的来说，质量流量计的工作原理是通过测量管道中流体的质量变化来计算流
体的质量流量。
它利用传感器采集到的数据，并通过数据处理单元进行处理和计算，最终得出流体的质量流量。
质量流量计在工业生产、化工、石油、天然气等领域有着广泛的应用，它能够准确、稳定地测量流体的质量流量，对于生产过程的控制和优化具有重要意义。
过控-各种质量流量计的工作原理及应用
图1 科氏力的形成
U形测量管质量流量计 如图2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，而在驱动点 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 方向则相反。
谢谢大家的支持！
图4 无流动时位移传感器的输出
▪ 当测量管内流体以速度V流 动时，流体中任意点的流 速，可认为是两个分流速 的合成：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Vy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。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。
有平行方式和垂直方式。 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、Ω形测量管、双环形测量管等
质量流量计工作原理
质量流量计工作原理质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器，它通过测量流体的质量来确定流体的流量。
质量流量计的工作原理基于质量守恒定律和动量守恒定律，通过测量流体的质量和速度来计算流体的流量。
本文将介绍质量流量计的工作原理及其应用。
质量流量计的工作原理基于质量守恒定律，质量守恒定律是指在封闭系统内，系统的质量不会发生变化。
质量流量计利用这一原理来测量流体的质量流量。
当流体通过质量流量计时，流体的质量不会发生变化，因此可以通过测量流体的质量来确定流体的流量。
质量流量计的工作原理还基于动量守恒定律，动量守恒定律是指在封闭系统内，系统的动量不会发生变化。
质量流量计利用这一原理来测量流体的流速，通过测量流体的流速和质量来计算流体的流量。
质量流量计通常配有流速传感器，用于测量流体的流速，然后根据流速和质量来计算流量。
质量流量计通常包括质量传感器和流速传感器。
质量传感器用于测量流体的质量，流速传感器用于测量流体的流速。
质量传感器通常采用压力传感器或者称为质量平衡传感器，通过测量流体对传感器的压力来确定流体的质量。
流速传感器通常采用涡街流量传感器或者超声波流量传感器，通过测量流体的流速来确定流体的流量。
质量流量计的工作原理可以简单概括为：通过测量流体的质量和流速来确定流体的流量。
质量流量计可以用于测量液体、气体甚至固体的流量，因此在工业生产、环境监测、实验室研究等领域有着广泛的应用。
质量流量计的工作原理使其具有许多优点，例如精度高、稳定性好、可靠性高、适用范围广等。
因此，质量流量计在工业生产、环境监测、实验室研究等领域得到了广泛的应用。
总之，质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器，其工作原理基于质量守恒定律和动量守恒定律，通过测量流体的质量和流速来确定流体的流量。
质量流量计具有精度高、稳定性好、可靠性高、适用范围广等优点，在工业生产、环境监测、实验室研究等领域有着广泛的应用。
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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
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。
图3 S形质量流量计结构
▪ 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4所示，由图中可以看 出，两传感器测得的相 位差为零。
图2 U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向 相反，使得测量管扭曲相位相差180度。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。
图6 作用在测量管上的科氏力 图7 位移传感器的输出
科里奥利质量流量计
应用
科氏质量流量计适用于密度较大或黏度较高的各 种流体，含有固体物的浆液和含有微量气体的液 体，以及有足够密度的高压气体（否则不够灵 敏）。由于测量管振幅可视为非可动部件，测量 管内无阻流和活动部件，流体的密度、黏度、温 度、压力变化对测量结果无影响，无上下游直管 段的安装要求，因而，它的测量精度较高，可达 ±0.02%，量程比宽，可达100：1。
科里奥利质量流量计
缺点
(1)对振动较为敏感，故对传感器的抗扰防振要求较高，运 行中由于两根测量管的平衡破坏而引起零点漂移； (2)只能用于中高压气体，不能用于低压气体。一般认为气 体压力不能低于0.1MPa。因为低压气体密度很低，质量流 量很小，不能达到产生足够可检测的科里奥利力； (3)不适用于大管道，目前局限于直径200㎜以下，测量管 内壁磨损、腐蚀和结垢，影响测量精度较大； (4)液体中气泡含量超过某一界限会显著影响测量值。
质量流量计工作原理及应用
科里奥利质量流量计
科里奥利质量流量计是利用流体在直 线运动的同时处于一旋转系中，产生 与质量流量成正比的科里奥利力原理 制成的一种直接测量质量流量的仪表。
科里奥利质量流量计
分类
按测量管形状分类，有弯曲形和直形； 按测量管段数分类，有单管型和双管型； 按双管型测量管段的连接方式分类，有并联型和串联型； 按测量管流体流动方向和工艺管道流动方向间布置方式分类，
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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
图4 无流动时位移传感器的输出
▪ 当测量管内流体以速度V流 动时，流体中任意点的流 速，可认为是两个分流速 的合成：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Vy为零；
dF ＝ 2ωvdm 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，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，而在驱动点 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 向则相反。
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。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 测量管上的传感器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。
有平行方式和垂直方式。 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、Ω形测量管、双环形测量管等
科里奥利质量流量计
工作原理
如图1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ω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ω运动，此时流体质点受到一个切向科 氏力F。这个力作用在测量管上，在O点两边 方向相反，大小相同，为：