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质量流量计原理

发布时间:2020-08-14   点击次数:93次

RSCL系列质量流量计是我公司引进国外技术,根据科里奥利力原理开发的一种新型的流量仪表,可直接测量封闭管道内流体质量流量,由流量测量传感器和信号转换器两部分组成。

一、主要特点

1、能够直接测量流体的质量流量(这对能源的计量和化学反应等生产过程检测控制具有重要意义)

2、测量准确度高(测量准确度可保证在 0.1%~0.5%)

3、应用范围广(除正常的流体测量外还可测量一般流体测量仪表较难测量的工业介质,如非牛顿流体、各种浆      液、悬浮液等)

4、安装要求不高(对上下游直管段没有什么要求)

5、运行可靠、维修率低等

二、应用领域

RSCL质量流量计可以在下述领域中进行监控以满足其配料、混合加工过程和商业计量等方面的需要:化工行业,包括含有化学反应的系统石油行业,包括含水率分析油脂工业,包括植物油、动物油和其它油脂; 药品工业、涂料工业造纸工业、纺织印染工业、燃料行业,包括重油、稠油、水煤浆及其它燃油、润滑油食品工业,包括溶气饮料、保健饮料及其它流质运输行业,如管道输送液体的计量。

三、工作原理

当一个位于以P 为固定点(旋转中心)作旋转运动的管子内的质点做朝向旋转中心或离向旋转中心的运动时,将产生一惯性力,原理如图 1.1:


质量为δm 的质点以匀速υ在管道内向右运动,而管道围绕固定点 P 以角速度ω旋转。此时这个质点将获得两个加速度分量:

 

1、法向加速度αr(向心加速度),其量值等于ω2r,其方向朝向P点。

2、切向加速度αt(科里奥利加速度),其量值等于 2ωυ,方向与αr 垂直。

由切向加速度产生的作用力称为科里奥利力,其大小等于 Fc=2ωυδm。在图 1.1 中流体

δm=ρA×ΔX, 因 此 科 氏 力 可 以 表 示 为 :

 ΔFc=2ωυ×δm=2ω×υ×ρ×A×ΔX=2ω×δqm×ΔX

式中 A为管道内截面积

δqm=δdm/dt=υρA

 

对于特定的旋转管道,其频率特性是一定的,ΔFc仅取决于δqm 。因此直接或间接测量科氏力就可以测量质量流量。科氏原理质量流量计就是根据上述原理工作的。

实际的流量传感器并非实现旋转运动,而代之以管道振动。其原理示意如图 1.2、图1.3、图1.4 所示。一个弯管道的两端被固定,在两个固定点的中间位置给管道施加振动力(按管道的谐振频率),使其以固定点为轴以其自然频率ω振动。当管道内没有流体流动时,管道只受外加振动力作用,管道两个半段振动方向相同,没有相位差。当有流体流动时受管道内流动的介质质点科氏力Fc的影响(在管道的两个半段科氏力F1、F2大小相等、方向相反图1.2),管道的两个半段按相反 的方向发生扭动,产生相位差(图1.3、图1.4),这一相位差同质量流量成正比。传感器的设计就是把科氏力的测量转为对振动管两侧相位时差的测量,这就是科氏质量流量计的工作原理。

 

 

 

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