質(zhì)量流量計原理
RSCL系列質(zhì)量流量計是我公司引進*,根據(jù)科里奧利力原理開發(fā)的一種新型的流量儀表,可直接測量封閉管道內(nèi)流體質(zhì)量流量,由流量測量傳感器和信號轉(zhuǎn)換器兩部分組成。
一、主要特點
1、能夠直接測量流體的質(zhì)量流量(這對能源的計量和化學(xué)反應(yīng)等生產(chǎn)過程檢測控制具有重要意義)
2、測量準(zhǔn)確度高(測量準(zhǔn)確度可保證在 0.1%~0.5%)
3、應(yīng)用范圍廣(除正常的流體測量外還可測量一般流體測量儀表較難測量的工業(yè)介質(zhì),如非牛頓流體、各種漿 液、懸浮液等)
4、安裝要求不高(對上下游直管段沒有什么要求)
5、運行可靠、維修率低等
二、應(yīng)用領(lǐng)域
RSCL質(zhì)量流量計可以在下述領(lǐng)域中進行監(jiān)控以滿足其配料、混合加工過程和商業(yè)計量等方面的需要:化工行業(yè),包括含有化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)石油行業(yè),包括含水率分析油脂工業(yè),包括植物油、動物油和其它油脂; 藥品工業(yè)、涂料工業(yè)、造紙工業(yè)、紡織印染工業(yè)、燃料行業(yè),包括重油、稠油、水煤漿及其它燃油、潤滑油;食品工業(yè),包括溶氣飲料、保健飲料及其它流質(zhì)運輸行業(yè),如管道輸送液體的計量。
三、工作原理
當(dāng)一個位于以P 為固定點(旋轉(zhuǎn)中心)作旋轉(zhuǎn)運動的管子內(nèi)的質(zhì)點做朝向旋轉(zhuǎn)中心或離向旋轉(zhuǎn)中心的運動時,將產(chǎn)生一慣性力,原理如圖 1.1:
質(zhì)量為δm 的質(zhì)點以勻速υ在管道內(nèi)向右運動,而管道圍繞固定點 P 以角速度ω旋轉(zhuǎn)。此時這個質(zhì)點將獲得兩個加速度分量:
1、法向加速度αr(向心加速度),其量值等于ω2r,其方向朝向P點。
2、切向加速度αt(科里奧利加速度),其量值等于 2ωυ,方向與αr 垂直。
由切向加速度產(chǎn)生的作用力稱為科里奧利力,其大小等于 Fc=2ωυδm。在圖 1.1 中流體
δm=ρA×ΔX, 因 此 科 氏 力 可 以 表 示 為 :
ΔFc=2ωυ×δm=2ω×υ×ρ×A×ΔX=2ω×δqm×ΔX
式中 A為管道內(nèi)截面積
δqm=δdm/dt=υρA
對于特定的旋轉(zhuǎn)管道,其頻率特性是一定的,ΔFc僅取決于δqm 。因此直接或間接測量科氏力就可以測量質(zhì)量流量??剖显碣|(zhì)量流量計就是根據(jù)上述原理工作的。
實際的流量傳感器并非實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動,而代之以管道振動。其原理示意如圖 1.2、圖1.3、圖1.4 所示。一個彎管道的兩端被固定,在兩個固定點的中間位置給管道施加振動力(按管道的諧振頻率),使其以固定點為軸以其自然頻率ω振動。當(dāng)管道內(nèi)沒有流體流動時,管道只受外加振動力作用,管道兩個半段振動方向相同,沒有相位差。當(dāng)有流體流動時受管道內(nèi)流動的介質(zhì)質(zhì)點科氏力Fc的影響(在管道的兩個半段科氏力F1、F2大小相等、方向相反圖1.2),管道的兩個半段按相反 的方向發(fā)生扭動,產(chǎn)生相位差(圖1.3、圖1.4),這一相位差同質(zhì)量流量成正比。傳感器的設(shè)計就是把科氏力的測量轉(zhuǎn)為對振動管兩側(cè)相位時差的測量,這就是科氏質(zhì)量流量計的工作原理。