质量流量计的原理主要基于以下两种核心技术,具体如下:
一、科氏力质量流量计(基于科里奥利原理)
科里奥利效应 当流体流经旋转的测量管时,会产生与流体流向相关的科里奥利力,使管子发生扭转振动。根据科里奥利原理,这种力与流体的质量流量成正比。
测量原理
传感器内部两根平行的测量管在驱动线圈激励下作往复振动,流体流经时产生相位差。通过检测两根管子上端检测线圈的相位差,结合振动管的固有频率,可计算出流体的质量流量。
优势与特点
直接测量质量流量,精度高,适用于液体和气体;
多介质适应性,可测量腐蚀性、高粘度等特殊介质;
缺点: 成本较高,安装要求严格。 二、热式质量流量计(基于热传导原理) 能量守恒定律
通过加热元件对流体加热,测量流体进出口的温度差。根据热传导公式,结合已知的加热功率,可计算出流体的质量流量。
测量原理
加热装置对流体进行加热,导致温度变化;
温度传感器检测温度差,信号传递至变送器;
通过公式计算质量流量:
$$\dot{m} = \frac{P \cdot \Delta T}{\rho \cdot c_p}$$
其中,$P$为加热功率,$\Delta T$为温度差,$\rho$为流体密度,$c_p$为定压比热。
优势与特点
结构简单,成本低,适合气体流量测量;
对流体成分敏感,易受温度、压力等环境因素影响。
总结
质量流量计通过科氏力或热传导原理实现质量流量的直接测量。科氏力质量流量计以高精度和多介质适应性见长,而热式质量流量计则因成本低廉、操作简便适用于特定场景。选择具体类型时需根据流体特性、测量要求及成本预算综合考量。