質(zhì)量流量計(jì)是基于什么原理

質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用的范圍十分的廣泛，越來(lái)越多的人去了解質(zhì)量流量計(jì)。學(xué)習(xí)使用它，了解質(zhì)量流量計(jì)的性能。很多人想了解質(zhì)量流量計(jì)的工作原理，下面就簡(jiǎn)單介紹一下質(zhì)量流量計(jì)的工作原理。

質(zhì)量流量計(jì)泛指可以直接測(cè)出質(zhì)量流量讀數(shù)的流量計(jì)。專指利用科里奧利原理的流量計(jì)。質(zhì)量流量=密度×流速×流通面積　(M=ρνA )，當(dāng)式中的密度ρ由流量計(jì)自行檢測(cè)獲得時(shí)，這種流量計(jì)就可以稱為質(zhì)量流量計(jì)。

質(zhì)量流量計(jì)可分為直接式和間接式兩種：直接式的工作原理往往和介質(zhì)的質(zhì)量(密度)相關(guān)，即直接測(cè)出與ρν成比例的信號(hào)。目前運(yùn)用較多的直接式質(zhì)量流量計(jì)有：利用科里奧利原理的質(zhì)量流量計(jì)和利用流體與固體的熱能交換原理的熱式流量計(jì)。前者只能用于液體介質(zhì)測(cè)量，后者多用于氣體介質(zhì)測(cè)量。

間接式則是在測(cè)流速的同時(shí)測(cè)量介質(zhì)密度，或者測(cè)量介質(zhì)的溫度、壓力并通過(guò)計(jì)算獲得介質(zhì)密度，并由密度、流速和流通面積推導(dǎo)出質(zhì)量流量。

需要特別指出的是：由于測(cè)量過(guò)程中，介質(zhì)密度值獲得和計(jì)算時(shí)，會(huì)存在時(shí)間不同步，或者運(yùn)算的非連續(xù)性，得到的質(zhì)量流量只是一段時(shí)間的平均值，往往不適用于瞬時(shí)流量。所以不是所有以此原理工作的流量計(jì)或流量測(cè)量系統(tǒng)都可以稱質(zhì)量流量計(jì)。

在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)中的輪盤中，當(dāng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)從圓心沿著半徑向邊沿運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)致圓盤轉(zhuǎn)速下降的力。反之則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)致圓盤轉(zhuǎn)速上升降的力。這個(gè)力的大小和質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量以及運(yùn)動(dòng)速度有直接關(guān)系。*早系統(tǒng)研究這類現(xiàn)象的人叫科里奧利，這個(gè)力也被稱為科氏力。

將上述現(xiàn)象中的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及軌跡換成管道及其中流動(dòng)的介質(zhì)，將將上述現(xiàn)象中的轉(zhuǎn)動(dòng)限制在很小范圍內(nèi)的來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。則根據(jù)科里奧利原理可知，當(dāng)沿管道由圓心向外流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)頻率下降的力。當(dāng)沿管道向圓心流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)使來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)頻率上升的力。這個(gè)力的大小和介質(zhì)的密度以及流速大小有直接關(guān)系。

制作一個(gè)使介質(zhì)向先下流動(dòng)，然后再向上使流動(dòng)的管道，施加一個(gè)使管道下方來(lái)回震動(dòng)的，具有固定頻率的力，使管道下降段和上升段做來(lái)回圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)管道中介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，由于科氏力的作用，管道下降段和上升段的震動(dòng)頻率與推動(dòng)管道震動(dòng)的頻率會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相位差。

這個(gè)相位差與介質(zhì)的密度、流速、以及管道形狀(流通面積)成一定的比例關(guān)系，檢出這個(gè)相位差，可以直接得到質(zhì)量流量。根據(jù)這個(gè)原理工作的流量計(jì)，目前都稱為質(zhì)量流量計(jì)。

質(zhì)量流量計(jì)原理

質(zhì)量流量計(jì)按原理可分為：熱式、差壓式、科里奧利式質(zhì)量流量計(jì)，下面分別介紹原理。

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。

差壓式

差壓式質(zhì)量流量計(jì)是以馬格努斯效應(yīng)為基礎(chǔ)的流量計(jì)，實(shí)際應(yīng)用中利用孔板和定量泵組合實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量測(cè)量。常見(jiàn)的有雙孔板和四孔板與定量泵組合兩種結(jié)構(gòu)。

科里奧利

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)（簡(jiǎn)稱科氏力流量計(jì)）是一種利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的原理來(lái)直接測(cè)量質(zhì)量流量的儀表。

科氏力流量計(jì)結(jié)構(gòu)有多種形式，一般由振動(dòng)管與轉(zhuǎn)換器組成。振動(dòng)管（測(cè)量管道）是敏感器件，有U形、Ω形、環(huán)形、直管形及螺旋形等幾種形狀，也有用雙管等方式，但基本原理相同。下面以U形管式的質(zhì)量流量計(jì)為例介紹。

科式流量計(jì)原理圖

科式流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖

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