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宏儀超聲波流量計工作原理
超聲波流量計工作原理
無論是差壓式、靶式、渦輪、電磁或容積等型式，從原理上看都足測量容積流量的。由于流體的容積大小受其溫度、壓力等參數的影響，當被測流體的溫度、壓力坐化時，應把所測量的容積流量換算成標準狀態或某一約定狀態下的相應值。但事實上當溫度、壓力頻繁變動時，進行及時的換算是很困難的，有時是不可能的。 因此，希望用質量流量計來測量質量流量。另外、在實際生產中，由于要對產品進行質量控制、對生產過程中各種物料混合比率進行測定、成本核算以及對生產過程進行自動調節等，也必須了解質量流量。隨著工業生產技術的發展和自動化水平的提高，例如實現大型發電機組的全程自啟停、對核電站氣、液二相流的規定，以及對電廠熱力經濟性進行更準確的評價等，都使得質量流量測量技術日益重要.
質量流量計分間接式〔推導式〕和直接式兩類。根據式(10 -1)測量質量流量的儀表，必須先測量積流量再乘被測流體的密度，通過密度計和乘法器實現，這種儀表稱為間接式質量流量計或推導式質量流量計。日前, 密度計由于結構和元件特性的限制，在高溫、高壓下尚不能運用．只能采用固定的密度數值乘容積流量。*，介質密度隨著壓力、溫度的變化而異,在變動工況下采用固定的密度值將帶來較大的質量流量測量誤差，故必須進行參數補償，據此發展了溫度、壓力補償式流量計。檢測出被測流體的溫度、壓力，然后按一定的數學模型自動換算出相應的密度值, 得到密度值與容積流量值的乘積便可實現質量流量測量，故稱為溫度、壓力補償式質量流量計。溫度、壓力補償式質量流量計是當前工業上普遍應用的一種推導式質量流量計的特殊形式。
直接式質量流量汁，是由檢測元件直接反映質量流量的儀表，目前巳利用不同原理開發出多種類型，如動量及動量矩式、慣性力式、科里奧利力式、差壓式、振動式、熱式等。每一種型式又有多種結構，例如差壓式有: 烏格努斯質量流量計、振動皮托管質量流量計、粉體橋式質量流星計，流體涌出形質量流量計等．振動式有：懸臂振動及旋轉振動型質量流量計、表面進行波型質量流量計等. 型式繁多難以一 一敘述。現僅就常見的應用較多的型式進行簡述，對有代表性的結構作重點介紹。
目前常見的直接式質量流量計有雙渦輪質量流量計、動量矩式質量流量計、慣性力式質景流量計、科里奧利式質量流量計以及熱式質量流量計等。
雙渦輪質量流量計的結構原理是，兩個由彈簧連接的渦輪,受流體本身的流動能量沖擊而旋轉，因兩渦輪葉后螺旋傾角不同而造成力矩差，該力矩差由連接彈簧所平衡，并使兩渦輪間形成扭角，扭角的大小與質量流量成比例，測量因扭角造成的信號時間差，可得質量流量。這種結構的優點是檢測元件利用內能源工作, 不需外加能量，結構簡單，但對彈性元件的性能要求較高，且需在設計上考慮消除流體受個渦輪擾動后對第二個渦輪的影響，以及在流體擾動影響下兩個渦輪之間可能發生的扭曲振動。
動量矩式和慣性力式質量流量計是根據牛頓第二定律的原理制作的，從力學角度來說，質量是物體慣性的量度。物體受外力作用，運動狀態發生變化，其變化量的大小與質量有關. 測量運動狀態對時間的變化率； 即可測得質量流量，據此可以創造多種結構的質設流量計. 動量矩式質量流量汁是用流體動量矩的變化反映質量流量的. 其典型結構是在儀表殼內存一個主動輪和一個從動倫，分別裝在短軸上，電動機以恒定角速度 驅動主動輪. 設流體的等效旋轉半徑為l ，則流體的平均流速 。若流體的質量為m，則動量矩J＝m = 。由于從動輪被彈簧限制，不能旋轉，所以測出彈簧的制動力短即可反映動量矩。此動量矩對時間的變化率 . 因 系定值, 故測量 即可反映質量流量M＝。而慣性方式質量流量計一般是利用被則流體流經以等速轉功的可動測量管件時，得到一個附加加速度，從而可動管件管壁受到流體給的與加速度反方向的慣性力，此慣性力與質量流量成比例, 由測量慣性力或慣性力矩可測得質量流量。與雙渦輪質量流量計相比較，動量矩和慣性力式質量流量計都需要外能源才能工作。