质量流量计是一种直接测量流体质量流量的设备,相较于体积流量计,其优势在于不受温度和压力变化的影响。以下是其主要类型及工作原理的详细说明:
1. 科里奥利质量流量计
工作原理:
- 科里奥利效应:当流体流经高速振动的U形、直形或Ω形测量管时,流体惯性会产生与流向垂直的科里奥利力,导致测量管发生微小扭曲。
- 相位差检测:入口端与出口端的振动相位差与质量流量成正比。传感器捕捉这种相位差,转换为电信号输出。
- 密度测量:振动管的固有频率随流体密度变化而变化,因此可同时测量流体密度。
特点:
- 适用于液体、气体及高粘度流体。
- 高精度,直接输出质量流量和密度。
- 压损较大,成本较高。

2. 热式质量流量计
工作原理:
- 热量传递:基于流体流经加热元件时的冷却效应。分为两种模式:
- 恒定功率型:保持加热功率恒定,测量上下游温差(温差与质量流量成反比)。
- 恒定温差型:维持加热器与流体温差恒定,测量所需功率(功率与质量流量成正比)。
- 公式依据:<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">Q=k⋅P/(ΔT⋅cp)</math>Q=k⋅P/(ΔT⋅cp),其中<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">k</math>k为常数,<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">cp</math>cp为比热容。
特点:
- 适用于气体和小流量液体。
- 无活动部件,响应快,但依赖流体热物性参数(需校准)。
3. 其他类型
- 差压式间接法:结合体积流量计与密度计,通过<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">Qm=Qv⋅ρ</math>Qm=Qv⋅ρ计算质量流量(非直接测量)。
- 角动量式:利用涡轮转矩与流体质量流量的关系,适用于特定工业场景(较少见)。

选择与应用
- 科里奥利式:广泛用于石化、食品等行业,适合高精度需求。
- 热式:常用于气体监测(如半导体行业、环境监测)。
- 流体适应性:科里奥利式通用性更强,热式对气体更敏感。
质量流量计通过直接测量流体的物理效应(如科里奥利力或热传导)来消除温压影响,确保高精度质量流量输出。选择时需综合考虑流体类型、精度需求及成本因素。