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質(zhì)量流量計(jì)的分類及選擇原則
間接式
間接式質(zhì)量流量計(jì)有3種主要型式:速度式流量計(jì)與密度計(jì)的組合，節(jié)流式(或靶式)流量計(jì)與容積式流量計(jì)的組合，節(jié)流式(或靶式)流量計(jì)與密度計(jì)組合。
還有一種根據(jù)流體的工作壓力、溫度將容積流量計(jì)的測(cè)量值換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積流量。但是，當(dāng)介質(zhì)的種類或成分改變時(shí)，它不能給出準(zhǔn)確的質(zhì)量流量。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，它不屬于質(zhì)量流量計(jì)。輸出密度、比重、體積流量、質(zhì)量流量、質(zhì)量能量流量等，兼有指示、模擬量輸出、打印、越限報(bào)警、儀器故障報(bào)警等多種功能。
直接式
直接式質(zhì)量流量計(jì)有多種類型，如量熱式、角動(dòng)量式、陀螺式和雙葉輪式等。這種儀表適于測(cè)量小流量氣體，缺點(diǎn)是惰性大，測(cè)量值與氣體的定壓比熱有關(guān)，測(cè)量元件與介質(zhì)接觸，易被沾污和腐蝕。為雙孔板差壓式質(zhì)量流量計(jì)。在管道A、B處安裝兩個(gè)相同的孔板。在分流管道中裝有兩個(gè)相同的可產(chǎn)生方向相反的恒定體積流量q的定流量泵。兩孔板前后壓力差△P=P1-P3=4KρQq，與ρ、Q成正比。式中K為常系數(shù)，ρ為密度，Q為管道體積流量，ρQ即為質(zhì)量流量。雙葉輪式質(zhì)量流量計(jì)是在同一直線上前后安裝兩個(gè)傾角分別為x1和x2的葉輪，兩葉輪之間利用扭簧連接，流體通過(guò)時(shí)，兩葉輪之間產(chǎn)生一個(gè)偏移角x，那么兩葉輪間力矩差△M與質(zhì)量流量Qm，流速u，傾角x1，x2存在△M=Qm*u*(k1*tgx1-k2*tgx2)的關(guān)系(k1和k2為葉片結(jié)構(gòu)尺寸常數(shù))，△M=k3*u*Qm，(k3=k1*tgx1-k2*tgx2).偏移角x=k4*△M=k4*k3*Qm*u;而葉輪組旋轉(zhuǎn)速度U與流體的流速成正比，U=k6*u，則整個(gè)葉輪組轉(zhuǎn)過(guò)兩葉輪偏角x所需的時(shí)間△t=x/U=k7*Qm.通過(guò)專用計(jì)數(shù)器測(cè)量出△t便能得出質(zhì)量流量Qm。
熱式
熱式質(zhì)量流量計(jì)的基本原理是利用外部熱源對(duì)管道內(nèi)的被測(cè)流體加熱，熱能隨流體一起流動(dòng)，通過(guò)測(cè)量因流體流動(dòng)而造成的熱量(溫度)變化來(lái)反映出流體的質(zhì)量流量。
當(dāng)流體成分確定時(shí)，流體的定壓比熱為已知常數(shù)。因此由上式可知，若保持加熱功率恒定，則測(cè)出溫差便可求出質(zhì)量流量;若采用恒定溫差法，即保持兩點(diǎn)溫差不變，則通過(guò)測(cè)量加熱的功率也可以求出質(zhì)量流量。由于恒定溫差法較為簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，所以實(shí)際應(yīng)用較多。這種流量計(jì)多用于較大氣體流量的測(cè)量。
為避免測(cè)溫和加熱元件因與被測(cè)流體直接接觸而被流體玷污和腐蝕，可采用非接觸式測(cè)量方法，即將加熱器和測(cè)溫元件安裝在薄壁管外部，而流體由薄壁管內(nèi)部通過(guò)。非接觸式測(cè)量方法，適用于小口徑管道的微小流量測(cè)量。當(dāng)用于大流量測(cè)量時(shí)，可采用分流的方法，即僅測(cè)量分流部分流量，再求得總流量，以擴(kuò)大量程范圍。
科氏力質(zhì)量流量計(jì)在測(cè)量精度上與穩(wěn)定性上優(yōu)于一般的流量計(jì)產(chǎn)品，質(zhì)量流量計(jì)整個(gè)行業(yè)也在不斷的突破，在不斷的研發(fā)新品。相信在不久的將來(lái)，質(zhì)量流量計(jì)的產(chǎn)品類型會(huì)越來(lái)越多，會(huì)在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。
2
質(zhì)量流量計(jì)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(jì)來(lái)測(cè)量流體的質(zhì)量。在購(gòu)買質(zhì)量流量計(jì)的時(shí)候，選型的問題的問題十分的關(guān)鍵，質(zhì)量流量計(jì)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)。
一、選擇原則
1、根據(jù)被測(cè)流體的類型選擇流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
科氏力式質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管有很多形式，需根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的類型來(lái)考慮選用。原則上講，粘度不高的純凈液體對(duì)測(cè)量管的形狀無(wú)甚要求;當(dāng)測(cè)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(shí)，應(yīng)選用測(cè)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(cè)量管應(yīng)便于清洗。
2、安全性原則
當(dāng)測(cè)量具有腐蝕性的流體時(shí)，應(yīng)注意測(cè)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(wàn)一檢測(cè)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(duì)象不同，應(yīng)注意區(qū)別對(duì)待。測(cè)量具有磨損性的介質(zhì)，應(yīng)考慮測(cè)量管的耐磨性。
工藝壓力較高時(shí)，需注意傳感器的耐壓等級(jí)，以免損傷測(cè)量管;介質(zhì)溫度較高時(shí)，要考慮傳感器的使用溫度范圍，以免損壞檢測(cè)元件。
若選用的流量計(jì)是在危險(xiǎn)區(qū)域或惡劣環(huán)境中使用的，就要特別注意流量計(jì)的防爆、防護(hù)等級(jí)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(gè)原則：首先，流量范圍應(yīng)能覆蓋被測(cè)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(jì)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(jì)，其零點(diǎn)穩(wěn)定性對(duì)下限流量的測(cè)量準(zhǔn)確度影響較大。越接近流量上限，零點(diǎn)穩(wěn)定性對(duì)準(zhǔn)確度的影響越小，因此，可將流量計(jì)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(duì)同類型的流量計(jì)，若同時(shí)有幾個(gè)口徑的可測(cè)流量范圍都能覆蓋工藝流量范圍，選用較小口徑的流量計(jì)顯然可以節(jié)約資金、更為經(jīng)濟(jì)。但這種經(jīng)濟(jì)性不是絕對(duì)的，若一味追求將使用流量定在接近流量計(jì)上限流量的范圍內(nèi)，勢(shì)必造成測(cè)量管內(nèi)介質(zhì)流速過(guò)高，帶來(lái)的負(fù)效應(yīng)將是壓損過(guò)大以及不安全性增加。有些易燃易爆的介質(zhì)，若流速過(guò)高，極易因摩擦產(chǎn)生靜電引起爆燃。因此，對(duì)這類介質(zhì)應(yīng)注意不要超過(guò)安全流速。
4、準(zhǔn)確度
對(duì)準(zhǔn)確度等級(jí)的要求，應(yīng)根據(jù)測(cè)量對(duì)象和目的來(lái)確定，同時(shí)要注意產(chǎn)品準(zhǔn)確度等級(jí)的計(jì)算方法以及達(dá)到該等級(jí)的使用條件或制約因素。一般來(lái)說(shuō)，科氏力式質(zhì)量流量計(jì)以帶零點(diǎn)穩(wěn)定性的流量讀數(shù)的百分比來(lái)表示準(zhǔn)確度等級(jí)，也有的產(chǎn)品用不同流量段對(duì)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(lái)表示誤差等級(jí)的。
對(duì)科氏力式質(zhì)量流量計(jì)，在考慮其準(zhǔn)確度等級(jí)時(shí)，還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：一是由于此類流量計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)計(jì)算方法的特殊性，有部分產(chǎn)品給出了很高的準(zhǔn)確度等級(jí)，而同時(shí)給出的零點(diǎn)漂移值亦很高，從而加大了它的允許誤差限;二是一些產(chǎn)品給出了低零漂值下的高準(zhǔn)確度等級(jí)，然而它要求的安裝條件近乎苛刻，只能在實(shí)驗(yàn)室中做到。由于現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)的普遍存在及安裝地點(diǎn)的限制，難以滿足這樣的安裝條件而達(dá)到理論上的效果。這兩種“高準(zhǔn)確度”等級(jí)都不足取。在達(dá)到測(cè)量準(zhǔn)確度要求的情況下，要考慮價(jià)格等因素，不必一味追求過(guò)高的準(zhǔn)確度等級(jí)。
另一方面，從原理上講，科氏力式質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量特性不受介質(zhì)的溫度、壓力的影響，而事實(shí)上，由于制造工藝及材料性質(zhì)的限制，上述因素對(duì)流量計(jì)的特性還是有一定的影響。流量計(jì)的出廠檢定條件一般是固定的，而使用條件千變?nèi)f化，若使用條件與檢定條件相差太大，選型時(shí)必須考慮這些不確定因素的影響。目前，已有部分產(chǎn)品經(jīng)推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)得出了這些因素對(duì)測(cè)量結(jié)果影響的具體程度及修正方法。當(dāng)選用流量計(jì)進(jìn)行糈密計(jì)量時(shí)，要考慮進(jìn)行修正。
5、壓力損失
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，對(duì)流量計(jì)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(jì)的壓損大小取決于其結(jié)構(gòu)，對(duì)科氏力式質(zhì)量流量計(jì)就是取決于口徑、流通面積和測(cè)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(jì)算壓損時(shí)，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(cè)量準(zhǔn)確度的要求;過(guò)程流體粘度和密度的變化對(duì)壓損的影響;在應(yīng)用中應(yīng)避免因壓損過(guò)大使液體汽化。當(dāng)其他條件相同時(shí)，應(yīng)選用壓力損失較小的流量計(jì)。
6、其他性能因素的考慮
一是考慮流量計(jì)的附加測(cè)量性能，如科氏力式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量介質(zhì)溫度、密度的準(zhǔn)確度;二是考慮質(zhì)量流量計(jì)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(jià)格比是選型的一條基本原則。在具體運(yùn)用時(shí)，除了考慮性能好、價(jià)格低外，往往會(huì)對(duì)功能的多樣性有偏好，認(rèn)為功能越多越好。其實(shí)，作為一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)，它的最主要目的是檢測(cè)流體質(zhì)量流量。雖然由于變送器普遍采用了微電腦技術(shù)和(超)大規(guī)模集成電路，可以實(shí)現(xiàn)功能的更多樣化，但這勢(shì)必提高制造成本，況且有些功能在具體應(yīng)用場(chǎng)合未必都需要和實(shí)用。另一方面，從可靠性理論上講，性能、結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其可靠程度越低。因此，從實(shí)際需要考慮流量計(jì)的性能價(jià)格比才是正確的原則。
考慮性能價(jià)格比，也就是通常我們所說(shuō)的是否物有所值。作為質(zhì)量流量計(jì)，這個(gè)“值”除了體現(xiàn)在功能多少、性能好差外，還應(yīng)體現(xiàn)在產(chǎn)品的銷售服務(wù)上。隨著技術(shù)的進(jìn)步和自身的不斷努力，各廠家間的制造水平差距正日益縮小，一枝獨(dú)秀變成了相互間的取長(zhǎng)補(bǔ)短。根據(jù)以上選型原則，有時(shí)一個(gè)測(cè)量點(diǎn)可先選出幾家牌號(hào)的可用產(chǎn)品，這時(shí)應(yīng)選用實(shí)力較強(qiáng)的廣家的流量計(jì)?？疾鞆S家的實(shí)力，不僅要看其制造水平、生產(chǎn)能力、還要考察其服務(wù)水準(zhǔn)。這個(gè)服務(wù)不僅代表通常所說(shuō)的售后服務(wù)，還應(yīng)包括售前、售中服務(wù)。這除了介紹產(chǎn)品性能、提出報(bào)價(jià)、承諾服務(wù)等常用做法外，對(duì)用戶進(jìn)行預(yù)培訓(xùn)，讓其掌握安裝調(diào)試和一些常見故障的處理方法，直至指導(dǎo)安裝、幫助調(diào)試。交貨周期長(zhǎng)短、對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的具體保證措施、免費(fèi)服務(wù)的時(shí)間、出現(xiàn)故障時(shí)的響應(yīng)速度、處理水平、備品備件的保障、甚至于維修人員的服務(wù)態(tài)度等等，都代表廠家的服務(wù)水平。
以上各條選型原則，有時(shí)相互制約，在實(shí)際選型工作中，要一切從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要出發(fā)，綜合考慮。又可根據(jù)不同場(chǎng)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(shuō)，正確的選型是滿意使用的前提。
