質(zhì)量流量計工作原理及選型方法

如前所述，常用的流量計中，如孔板流量計、渦輪流量計、渦街流量計、電磁流量計、轉(zhuǎn)子流量計、超聲波流量計和橢圓齒輪流量計等的流量測量值是流體的體積流量。在科學(xué)研究、生產(chǎn)過程控制、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)核算和貿(mào)易交接等活動中所涉及的流體量一般多為質(zhì)量。采用上述流量計僅僅測得流體的體積流量往往不能滿足人們的要求，通常還需要設(shè)法獲得流體的質(zhì)量流量。以前只能在測量流體的溫度、壓力、密度和體積等參數(shù)后，通過修正、換算和補(bǔ)償?shù)确椒ㄩg接地得到流體的質(zhì)量。這種測量方法，中間環(huán)節(jié)多，質(zhì)量流量測量的準(zhǔn)確度難以得到保證和提高。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了一些直接測量質(zhì)量流量的計量方法和裝置，從而推動了流量測量技術(shù)的進(jìn)步。

1、質(zhì)量流量計工作原理

質(zhì)量流量計是采用感熱式測量，通過分體分子帶走的分子質(zhì)量多少從而來測量流量，因?yàn)槭怯酶袩崾綔y量，所以不會因?yàn)闅怏w溫度、壓力的變化從而影響到測量的結(jié)果 。

質(zhì)量流量計是一個較為準(zhǔn)確、快速、可靠、高效、穩(wěn)定、靈活的流量測量儀表，在石油加工、化工等領(lǐng)域?qū)⒌玫礁訌V泛的應(yīng)用，相信將在推動流量測量上顯示出巨大的潛力。

質(zhì)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(zhì)量流量，通過模擬電壓、電流或者串行通訊輸出流量值。

但質(zhì)量流量控制器是可以檢測同時又可以進(jìn)行控制的儀表。質(zhì)量流量控制器本身除了測量部分，還帶有一個電磁調(diào)節(jié)閥或者壓電閥，這樣質(zhì)量流量控制本身構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，用于控制流體的質(zhì)量流量。質(zhì)量流量控制器的設(shè)定值可以通過模擬電壓、模擬電流，或者計算機(jī)、PLC提供。

質(zhì)量流量計具有超高的精度以及穩(wěn)定性能，工業(yè)上有更多的廠家采用質(zhì)量流量計來測量流體的質(zhì)量。在購買質(zhì)量流量計的時候，選型的問題十分的關(guān)鍵質(zhì)，量流量計選型要講究一定的原則跟方法，才能保證日后的正常使用跟維護(hù)。

2、如何選型

1）根據(jù)被測流體的類型選擇流量計的結(jié)構(gòu)

科氏力式質(zhì)量流量計的測量管有很多形式，需根據(jù)被測介質(zhì)的類型來考慮選用。原則上講，粘度不高的純凈液體對測量管的形狀無甚要求;當(dāng)測量含有少量氣泡的液體、含有固體顆粒的漿液以及高粘度液體時，應(yīng)選用測量管不易聚積氣泡或固體顆粒、內(nèi)壁不易粘附介質(zhì)的形狀;若用于食品行業(yè)，測量管應(yīng)便于清洗。

2）安全性

當(dāng)測量具有腐蝕性的流體時，應(yīng)注意測量管的耐腐性能，并且傳感器外殼也應(yīng)具有一定的防腐性。萬一檢測管破裂，在處理之前應(yīng)有安全防護(hù)措施。不同介質(zhì)的腐蝕性不同，不同材質(zhì)的防腐對象不同，應(yīng)注意區(qū)別對待。測量具有磨損性的介質(zhì)，應(yīng)考慮測量管的耐磨性。

工藝壓力較高時，需注意傳感器的耐壓等級，以免損傷測量管;介質(zhì)溫度較高時，要考慮傳感器的使用溫度范圍，以免損壞檢測元件。

若選用的流量計是在危險區(qū)域或惡劣環(huán)境中使用的，就要特別注意流量計的防爆、防護(hù)等級應(yīng)符合安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3）流量范圍

考慮流量范圍應(yīng)遵守兩個原則：首先，質(zhì)量流量計的流量范圍應(yīng)能覆蓋被測介質(zhì)的工藝流量范圍。其次，常用工藝流量應(yīng)落在流量計的經(jīng)濟(jì)流量范圍之中。

所謂經(jīng)濟(jì)流量范圍，在此有兩層含義：一是由于科氏力式質(zhì)量流量計，其零點(diǎn)穩(wěn)定性對下限流量的測量準(zhǔn)確度影響較大。越接近流量上限，零點(diǎn)穩(wěn)定性對準(zhǔn)確度的影響越小，因此，可將流量計上限流量的1/3以上范圍稱作準(zhǔn)確度的經(jīng)濟(jì)流量范圍;二是對同類型的流量計，若同時有幾個口徑的可測流量范圍都能覆蓋工藝流量范圍，選用較小口徑的流量計顯然可以節(jié)約資金、更為經(jīng)濟(jì)。但這種經(jīng)濟(jì)性不是的，若一味追求將使用流量定在接近流量計上限流量的范圍內(nèi)，勢必造成測量管內(nèi)介質(zhì)流速過高，帶來的負(fù)效應(yīng)將是壓損過大以及不安全性增加。有些易燃易爆的介質(zhì)，若流速過高，極易因摩擦產(chǎn)生靜電引起爆燃。因此，對這類介質(zhì)應(yīng)注意不要超過安全流速。

4）準(zhǔn)確度

對準(zhǔn)確度等級的要求，應(yīng)根據(jù)測量對象和目的來確定，同時要注意產(chǎn)品準(zhǔn)確度等級的計算方法以及達(dá)到該等級的使用條件或制約因素。一般來說，科氏力式質(zhì)量流量計以帶零點(diǎn)穩(wěn)定性的流量讀數(shù)的百分比來表示準(zhǔn)確度等級，也有的產(chǎn)品用不同流量段對應(yīng)不同誤差限的方法表示，也有部分產(chǎn)品在低流速段是用滿量程的百分比來表示誤差等級的。

5）壓力損失

現(xiàn)場測量中，對流量計的壓力損失總有一定的要求。當(dāng)介質(zhì)的密度、粘度和流量確定后，流量計的壓損大小取決于其結(jié)構(gòu)，對科氏力式質(zhì)量流量計就是取決于口徑、流通面積和測量管形狀;當(dāng)傳感器的結(jié)構(gòu)形式確定后，流量越大，壓損越大。在選型中計算壓損時，應(yīng)充分考慮以下各點(diǎn)：工藝管線中的流量以及允許的壓損;傳感器在允許壓損條件下是否滿足測量準(zhǔn)確度的要求;過程流體粘度和密度的變化對壓損的影響;在應(yīng)用中應(yīng)避免因壓損過大使液體汽化。當(dāng)其他條件相同時，應(yīng)選用壓力損失較小的流量計。

6）其他性能因素的考慮

一是考慮流量計的附加測量性能，如科氏力式質(zhì)量流量計測量介質(zhì)溫度、密度的準(zhǔn)確度;二是考慮質(zhì)量流量計的體積、重量以及專用電纜的限制等影響安裝的因素。

7）性能價格比。

以上各條選型方法，有時相互制約，在實(shí)際選型工作中，要一切從現(xiàn)場實(shí)際需要出發(fā)，綜合考慮。又可根據(jù)不同場合的不同特點(diǎn)，有所側(cè)重。只要做好選型工作，才能用好儀表，可以說，正確的選型是滿意使用的前提。