流体的体积是流体温度和压力的函数,是一个因变量,而流体的质量是一个不随时间、空间温度、压力的变化而变化的量。如前所述,常用的流量计中,如孔板流量计、层流质量流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、转子流量计、X声波流量计和椭圆齿轮流量计等的流量测量值是流体的体积流量。在科学研究、生产过程控制、质量管理、经济核算和贸易交接等活动中所涉及的流体量一般多为质量。采用上述流量计仅仅测得流体的体积流量往往不能满足人们的要求,通常还需要设法获得流体的质量流量。以前只能在测量流体的温度、压力、密度和体积等参数后,通过修正、换算和补偿等方法间接地得到流体的质量。这种测量方法,中间环节多,质量流量测量的准确度难以得到保证和提高。随着现代科学技术的发展,相继出现了一些直接测量质量流量的计量方法和装置,从而推动了流量测量技术的进步。
直接式质量流量计有多种类型,如量热式、角动量式、陀螺式和双叶轮式等。这种仪表适于测量小流量气体,缺点是惰性大,测量值与气体的定压比热有关,测量元件与介质接触,易被沾污和腐蚀。 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。双叶轮式质量流量计是在同一直线上前后安装两个倾角分别为x1和x2的叶轮,两叶轮之间利用扭簧连接,流体通过时,两叶轮之间产生一个偏移角x,那么两叶轮间力矩差△M与质量流量Qm,流速u,倾角x1,x2存在△M=Qm*u*(k1*tgx1-k2*tgx2)的关系(k1和k2为叶片结构尺寸常数),△M=k3*u*Qm,(k3=k1*tgx1-k2*tgx2).偏移角x=k4*△M=k4*k3*Qm*u;而叶轮组旋转速度U与流体的流速成正比,U=k6*u,则整个叶轮组转过两叶轮偏角x所需的时间△t=x/U=k7*Qm.通过X计数器测量出△t便能得出质量流量Qm。
质量流量计传感器安装位置的选择1)安装位置应远离能引起管道机械振动的干扰源,如工艺管线上的泵等。如果传感器在同一管线上串联使用,应特别防止由于共振而产生的相互影响,传感器间的距离至少大于传感器外形尺寸宽度的三倍。: k3 ?- Q0 }! h( L% P2)传感器的安装位置应注意工艺管线由于温度变化引起的伸缩和变形,特别不能安装在工艺管线的膨胀节附近。如果安装在膨胀节附近,由于管道伸缩会造成横向应力,使得传感器零点发生变化,影响测量准确度。3)传感器的安装位置应远离工业电磁干扰源,如大功率电动机、变压器等,否则传感器中测量管的自谐振动会受到干扰,速度传感器检测出来的微弱信号有可能被淹没在电磁干扰的噪声中。传感器应远离变压器、电动机至少5 米以上的距离。+ L: I$ G- C+ v. w+ {: M1 \& o8 B4)传感器的安装位置应使管道内流体始终保证充满传感器测量管,且有一定憋压,这就要求安装位置应在管道的低端。
质量流量计安装过程中注意事项1)传感器在安装到工艺管线上之前,应X先确认传感器的速度传感器线圈、驱动线圈的直流电阻以及铂电阻温度计的电阻值是否正常。* P9 |+ J6 a7 }2)传感器安装法兰必须与管道法兰同轴连接,这样才能减小安装应力,保证测量精度。安装时应保证管道支撑物只支撑工艺管道,禁止用传感器支撑工艺管道。应保证传感器外壳悬空,不与任何物体接触。/ S??v- d: N% X9 I# e3)传感器安装在工艺管线上时应保证管道系统与传感器上游、下游侧各两个位置的稳固支撑物牢固连接,所有螺纹连接处必须紧固,夹紧工艺管道有助于减弱潜在的振动干扰。4)在安装过程中,应避免利用传感器外壳搬动传感器。5)在传感器安装位置附近工艺管道线上的阀门或泵都需要有其自己的支撑物,不能用支撑传感器的支撑物来支撑阀门和泵。6)在传感器的上游、下游应装上断流阀。7)消除安装应力:在安装传感器时,为了消除安装应力,XX的方法是先配管,将工艺管线及阀门与传感器整体预先安装好,然后吊装,再将其与工艺主管线相焊接。为了使消除应力的效果X好,应使传感器、断流阀与工艺主管线处于同一铅垂面内。
质量流量计安装应要减振1)在安装传感器时,要选择好合适的安装地点,除了要远离振动源外,为了消除振动对测量的影响,在安装中还要采用支撑杆牢固支撑管道及阀门的方式。支撑杆的下端必须固定在稳固的基础上,上端与管道卡子相配合来支撑工艺管道线。切忌用传感器外壳来支撑传感器及管道线和阀门、泵等。+ F( S. V& f @2)传感器安装后,其外壳应处于自由悬空状态。对安装方式1)、 2),支撑杆应以传感器为中心对称分布。对安装方式3),支撑物支点的选择要视具体情况而定。支撑杆的下端若固定在地面,必须是水泥和钢筋地基,目的是为了稳固支撑,同时起到减振作用。地基越稳固,其减振性越好。