《传感器与检测基础》第三篇流量测量-4质量流量计、标准流量装置.pptx

第三篇流量测量（FlowMeasurement）

第三篇流量测量201134流量概述容积式流量计节流式流量计动压式流量计变面积式流量计流体振动式流量计其它流量计质量流量计本篇小结567

质量流量计30121概述直接式质量流量测量方法推导式质量流量测量方法

概述测量方法：一、直接式:以检测器输出信号直接反映质量流量。二、推导式(间接式)：分别检测qv和ρ，经运算得到。三、温度、压力补偿式：检测qv、t、p，根据密度ρ与t、p的关系，计算得ρ，然后与qv相乘得到反映质量流量qm的信号。体积流量受压力、温度、粘度、密度等因素的影响；而质量流量不受上述因素的影响，具有明显的优越性

直接式质量流量测量一、直接式测量方法：1、差压式：两孔板、四孔板方式2、角动量式：双涡轮式3、麦纳斯效应4、科里奥利力法CMF，CoriolisMassflowmeter利用流体在旋转系中做直线运动时，产生与M成正比的科里奥利力制成的直接式质量流量计

直接式质量流量测量二、科里奥利力法1.科里奥利力（Coriolis)匀角速度转动参照系中，物体做直线运动m—运动物体的质量;u—物体在转动参照系中的运动速度;ω—旋转运动的角速度。物体受力：惯性离心力+附加惯性力(科里奥利力)科氏力的大小取决:转动角速度ω和物体的径向速度v科氏力的方向：ω或v变向后,科氏力方向随之改变1835,法国数学家、工程师科里奥利(Gaspard-GustaveCoriolis)

直接式质量流量测量科里奥利力方向的判定方法向量叉乘右手判定法则：（1）右手四指为旋转角速度ω的运动方向，拇指垂直向上的方向为ω的法线方向N；（2）右手四指由质点运动（流速）方向为起点，向≤90°的角速度ω的法线方向N握起，拇指垂直向上的方向即为科氏力F的方向。N思考？科氏力在自然界中的现象？

直接式质量流量测量早期科氏力质量流量计早期科氏力流量计——将有流体流动的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器→质量流量商品化产品设计——均用使测量管振动的方式替代旋转运动，并使测量管在科氏力→位移→质量流量单U形测量管S形测量管

直接式质量流量测量2.科里奥利质量流量计单U形管结构：一根在电磁系统驱动下,以固有频率作周期性振动的测量管，频率80Hz，振幅约1mm。流体流过测量管时，U型管流入、流出侧流动方向相反，则U形管两侧受到大小相同、方向相反的科氏力

直接式质量流量测量关系推导：单U形管力矩：又因:—最大扭角r、Ks由U形管材料和几何尺寸确定

直接式质量流量测量△t—两检测器脉冲间时间间隔科氏力流量计基本方程△t由左右两侧输出电压的相位差测量

直接式质量流量测量3.流量计组成敏感元件为振动管，有不同的结构形式:按数量可分为单管、双管、连续管，按形状可分为直管型和弯管型（U型管、三角型管、S型管、Ω型管、T型管、B型管、双环型管、螺旋型管、J型管式）。传感器+变送器变送器：激振器—正反馈自激振荡、驱动电路，使测量管振动稳定。拾振器—信号检测可采用光电式、电磁式

直接式质量流量测量

拾振器激振器直接式质量流量测量磁铁线圈TimemVTimeNoFlow

直接式质量流量测量精度高（0.15或0.3级），可调比（20：1）～（100：1）优点：安装要求不高，无需直管段多功能，可测密度、双向流，可靠性高无可动部件及任何接触性探测元件流体在旋转系中直线运动，产生与M成正比的科氏力应用范围广。可测较难测量介质缺点：直接质量测量初购置费用较高部分CMF压损大只能测压力较高的气体测浆液有可能堵塞，注意清洗4.特点

直接式质量流量测量

直接式质量流量测量

推导式质量流量测量方法变送器和密度计组合变送器和密度计的组合变送器和变送器的组合推导式测量方法：

推导式质量流量测量方法差压式流量计：输出y与差压信号△P成正比一、ρqv2变送器与密度计的组合K—比例常数密度计：输出x与密度ρ成正比即：y与ρqv2成正比例：差压式、动压式等

推导式质量流量测量方法二、qv变送器和密度计的组合任何一种输出y与体积流量qv成线性关系的流量计，其输出y与密度计输出x相乘，可得到质量流量的信号ρqv例：容积式、涡街式、涡轮式、电磁式、超声波等

推导式质量流量测量方法三、ρqv2变送器与qv变送器的组合差压式流量计：输出x与ρqv2成正比与输出y与qv成正比流量计组合

流量标准装置1、液体流量标准装置由水源、流量稳压装置、试验管道、切换机构和标准