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质量流量计

流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力,它是科里奥利在1832年研究轮机时发现的,简称科氏力。在1977年由美国高准(Micro Motion)公司的创始人根据此原理研发出世界上第一台可以实际使用
流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力,它是科里奥利在1832年研究轮机时发现的,简称科氏力。在1977年由美国高准(Micro Motion)公司的创始人根据此原理研发出世界上第一台可以实际使用的质量流量计。质量流量计以科氏力为基础,在传感器内部有两根平行的流量管,中部装有驱动线圈,两端装有检测线圈,变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时,振动管作往复周期振动,工业过程的流体介质流经传感器的振动管,就会在振管上产生科氏力效应,使两根振管扭转振动,安装在振管两端的检测线圈将产生相位不同的两组信号,这两个信号的相位差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出流经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时,振管的主振频率不同,据此解算出介质密度。安装在传感器器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度。
 
质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。由于变送器是以单片机为核心的智能仪表,因此可根据上述三个基本量而导出十几种参数供用户使用。质量流量计组态灵活,功能强大,性能价格比高,是新一代流量仪表。
测量管道内质量流量的流量测量仪表。在被测流体处于压力、温度等参数变化很大的条件下,若仅测量体积流量,则会因为流体密度的变化带来很大的测量误差。在容积式和差压式流量计中,被测流体的密度可能变化30%,这会使流量产生30~40%的误差。随着自动化水平的提高,许多生产过程都对流量测量提出了新的要求。化学反应过程是受原料的质量(而不是体积)控制的。蒸气、空气流的加热、冷却效应也是与质量流量成比例的。产品质量的严格控制、精确的成本核算、飞机和导弹的燃料量控制,也都需要精确的。因此质量流量计是一种重要的流量测量仪表。
 
测量原理
质量流量计是采用感热式测量,通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量,因为是用感热式测量,所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果 。质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表,在石油加工、化工等领域将得到更加广泛的应用,相信将在推动流量测量上显示出巨大的潜力。质量流量计是不能控制流量的,它只能检测液体或者气体的质量流量,通过模拟电压、电流或者串行通讯输出流量值。但是,质量流量控制器,是可以检测同时又可以进行控制的仪表。质量流量控制器本身除了测量部分,还带有一个电磁调节阀或者压电阀,这样质量流量控制本身构成一个闭环系统,用于控制流体的质量流量。质量流量控制器的设定值可以通过模拟电压、模拟电流,或者计算机、PLC提供。
 
主要特点
 
1. 适用多种介质
2. 测量准确度高
3. 安装直管段要求低
4. 可靠性好
5. 维修率低
6. 具有核心处理器
 
技术指标:
主要参数
质量流量精度: ±0.002×流量±零点漂移
密度测量精度: ±0.003g/cm3
密度测量范围: 0.5~1.5g/cm3
温度测量精度: ±1°C
传感器
环境温度: -40~60°C
介质温度: -50~200°C
防爆类型: iBⅡBT3
关联设备: 配套变送器
变送器
工作温度: 0~60°C
相对湿度: 95%以下
电 源: 220±10%VAC,50Hz或24±5%VDC,40W
图1为量热式质量流量计。当流体静止时,热源两端对称放置的温差电偶指示温度相等。 常用的旁通管式质量流量计把管路用细管分成无数小型管路,再把其中一个管路引出来,把传感器置于旁通管外,此方法测量元件与介质隔开,但是响应速度和精度稍低,通过加工技术的进步,流量计的精度和重复性都有了很高的进步。
图2为双孔板差压式质量流量计。在管道A、B处安装两个相同的孔板。在分流管道中装有两个相同的可产生方向相反的恒定体积流量q的定流量泵。两孔板前后压力差△P=P1-P3=4KρQq,与ρ、Q成正比。式中K为常系数,ρ为密度,Q为管道体积流量,ρQ即为质量流量。
图3为双叶轮式质量流量计。在壳体内同轴地安装两个叶片角不等的叶轮,中间用弹簧连成一体。两轮受到的转矩之差,使弹簧扭转角α。 α与质量流量M 和角频率&owega;之积成比例,即α ∝M&owega;。测出角位移 α所需的时间 , 即可测出M 值。测量的方法是:在壳体上装两个电磁检测器,当第一个涡轮产生脉冲时,开始计数。第二个涡轮产生脉冲时,停止计数。根据计数器的标准频率测出时间t,进而求出M 值。
间接式质量流量计  间接式质量流量计有 3种主要型式:速度式流量计与密度计的组合,节流式(或靶式)流量计与容积式流量计的组合,节流式(或靶式)流量计与密度计组合。
带微型机的质量流量测量仪表又称为质量流量计算机,是一种通用性的新型流量测量仪表。它可以输入流体的密度、流量(涡轮流量计、节流流量计)、比重、温度、压力、热量等信号。

质量流量计的优缺点
1.优点
热式质量流量计可测量低流速(气体0.02~2m/s)微小流量,浸入式热式质量流量计可测量低~中偏高流速(气体2~60m/s),插入式热式质量流量计更适合于大管径。
热式质量流量计无可活动部件,无分流管的热分布式仪表无阻流件,压力损失很小,带分流管的热分布式仪表和浸入性仪表,虽在测量管道中置有阻流件,但压力损失也不大。
热式质量流量计使用性能相对可靠。与推导式质量流量仪表相比,不需温度传感器,压力传感器和计算单元等,仅有流量传感器,组成简单,出现故障率小。
气体的比热容会随着压力温度而变,但在所使用的温度压力附近不大的变化可视为常数。
2.缺点
.热式质量流量计响应迅速;
.被测量气体组分变化较大的场所,因cp值和热导率变化,测量值会有较大变化而产生误差;
.对小流量而言,仪表会给被测气体带来相当热量;
.对于热分布式热式质量流量计,被测气体若在管壁沉积垢层影响测量值,必须定期清洗对细管型仪表更有易堵塞的缺点,一般情况下不能使用;
.对脉动流在使用上将受到限制;
.液体用热式质量流量计对于粘性液体在使用上亦受到限制。

产品选型:

HH-RSQ

热式气体质量流量计

公程通径

-XX

100表示DN100

安装形式

G

管道式

C

插入式

1

螺纹连接

2

法兰连接

公称压力

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

工艺条件

0

普通

1

防腐

2

防爆

3

高温

输入信号

A

无输出

B

4~20MA

C

RS485 MODBUS

供电电源

1

220V AC

2

24V DC

质量流量计分类
热式质量流量计根据热源及测温方式的不同可分为接触式和非接触式两种:
1.接触式热式质量流量计
这种质量流量计的加热元件和测温元件都置于被测流体的管道内,与流体直接接触,常被称为托马斯流量计,适于测量气体的较大质量流量,由于加热及测量元件与被测流体直接接触,因此元件易受流体腐蚀和磨损,影响仪表的测量灵敏度和使用寿命。测量高流速、有腐蚀必的流体时不宜选用,这就是接触式的缺点。
2.非接触式热式质量流量计
这种流量计的加热及测温元件都置于流体管道外,与被测流体不直接接触,克服了接触式的缺点。

传感器参数


管段传感器数据表 (螺纹连接)

内径
(mm)DN

重量
(Kg)

安装长度
(mm)L

连接螺纹

额定压力
(MPa)

带连接件

不带连接件

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时,传感器尺寸请咨询我公司
管段传感器尺寸表(法兰连接)

内径
(mm)DN

重量
(Kg)

安装长度
(mm)L

法兰尺寸(mm)

额定压力
(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: 表中只给出了1.0Mpa的额定压力,高于1.0Mpa时请咨询我公司
 

质量流量计的安装 
1、插入式仪表安装
将仪表传感器杆上的止退螺母松开,使腔式连接螺母能够沿传感器杆滑向传感器护套,使护套完全缩入腔式连接螺母中。

 

  1. 将腔式连接螺母紧固于专用球阀上(需在它们之间加装密封垫)
    打开专用球阀,将传感器杆压入管道,直至止退螺母能够与腔式连接螺母锁紧。
    转动传感器杆,使标记点能与介质流动方向同向,锁紧止退螺母。更改显示屏方向。
    如果显示屏的方向不能满足现场显示角度的要求,可以更改显示屏的方向。显示表头可在水平6个方向上转动,更改方法是:切断电源,打开转换器前盖,断开传感器与转换器连线(两组共4根或3组6根,组与组之间不能互换,同一组两根线可互换),松开表头法兰(旋掉6颗M6的内六角螺栓),此时可转动转换器(不要让转换器跌落),直到观测方便,重新固定法兰,并连接传感器与转换器连线,盖紧转换器前盖,接通电源。
    2、管段式仪表安装
  2. 确认管段的连接方式(法兰连接或螺纹连接)。管段式仪表已在出厂时把传感器装配在专用管段上,用户只需把管段再装配到现场,因此相对现场插入式仪表的安装要简单。首先按照现场插入式仪表安装的第1部选择安装点。然后按照管段式传感器的尺寸切割管道、安装配对法兰或螺纹。后用螺栓安装管段仪表,安装时要保证仪表的标记方向和介质流体方向同向,并且显示平面要垂直于水平面,管道轴心线要平行于水平面,误差不能超过±5度


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