圖6-8-16，檢出動量的流量計與密度計組合成的質量流量計的構造

圖6-8-16即是后者之例。密度的檢測是用線密度計，它如圖所示，S形管道的流入處和流出處用波紋管等軟管與外部管道連接，此S形管道在其中心部分有個轉軸，使地可以在包含S形管道的面內旋轉。流入的流體在S形管道的端部彎管處方向變化90，因此產生對S形管軸的力矩，令為T1則：

（6-8-39）

是一個與流體在端部彎管改變90的方向產生的動量變化而出現的力成正比的量。R1是伴隨著流體動量變化產生的力的作用點與轉軸間的距離，即臂長。

同樣，在流出處的彎管流動也改變方向，產生力矩T2，故對轉軸的力矩T為：

R2是與流出處彎管有關的臂長

只要流量計的構造、尺寸一經決定，R1和R2就是恒定的值，則T就與成正比。

力矩檢測機構

S形管道受前述力矩T的作用而旋轉，通過角偏移檢測器將旋轉角度變成電壓，再由電壓驅使力矩馬達轉動，通過扭力軟管就起到了使S形管回復原來位置的作用。如果S形管回到原來的位置，則從角偏移檢測器輸出的確電壓為零，扭力馬達停止轉動。此時扭力馬達的軸的旋轉角與力矩成正比，從而由式（6-8-40)可知，它與成正比。再在連接扭力馬達的軸上安裝電位計A，就可得到與扭力馬達軸的轉角成正比的電壓E1。

圖6-8-17在密度檢測器旋轉楔板的軸上，如圖6-8-18所示的那樣安裝電位計B，便可得到與楔板旋轉角成正比的電壓E2。從圖中可知E2和E1成正比，也與流體的密度成正比，所以：

如果求出了E2的平方根，就可求出，從而得到質量流量。E2平方根的計算是由平方根運算指示電位計C，D來進行的。

圖6-8-18，質量流量運算回路

6-8-6-2Q檢測器和密度計的組合方式

能用來檢測管道中流動流體的體積流量Q的儀器有容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計、葉輪流量計等。把這些流量計與檢測流體密度的密度計組合就可以測量質量流量。

圖6-8-19，Q檢測器與密度計組合的質量流量計的構造由容積流量計和浮子式密度計組合的[12]、渦輪流量計和浮子式密度計組合的[13]、葉輪流量計和葉輪式密度計組合的[12]、電磁流量計和利用放射性同位素的密度計組合的[12]，超聲波流量計和音響阻抗式密度計組合的[14]質量流量計

超聲波流量計和超聲波密度計組合的質量流量計

在管道兩側的壁上相對地安裝一個超聲波發生器和兩個接收器。當流體不流動時，從發生器發射的超聲波被對面的兩個接受器接收，分別得到強度相同的信號。此時差動放大器的輸出為零。當流體在管道中以速度v流動時，則超聲波傳播方向產生便移，如果管道直徑為D，超聲波在流體中的傳播速度為cs,那么在安裝接收器的那側管壁處超聲波的偏移距離L就可表示為：

在管壁上還安裝了一個與流體接觸的，檢測密度用的超聲波發生器，給它提供固定電壓使其產生共振振動，檢測出它的輸出E2。那么E2應與成正比，若求出E1和E2的乘積，則有：

只需測出E1，E2即可測出質量流量。此種方式的優點是當檢測的流量受到cs的影響時，被檢測的密度也受到cs的影響，兩種影響恰好抵消，結果與無關。

6-8-6-3

檢測器和Q檢測器組合方式節流流量計那樣的檢測器和容積流量計及渦輪計那樣的Q檢測器組成的儀器可以求出質量流量。

Qxyx/y運算器溫度-壓力自動補償液體：忽略壓力引起的密度變化，僅考慮溫度引起的密度變化。因次，必須了解液體密度和溫度的關系。當溫度變化范圍大時，溫度和密度的關系不能看成是線性，自動補償復雜。

低壓氣體：利用理想氣體定律補償。高壓氣體：偏離理想氣體方程，考慮壓縮系數的變化，自動補償困難。

溫度變化范圍大和高壓狀態下，由于液體的密度與壓力不是線性的，不遵守理想氣體的狀態方程等等，溫度、壓力自動補償裝置復雜，利用直接檢測質量流量的測量方法優越。當溫度、壓力變化范圍小，液體的密度和溫度以及壓力的關系比較簡單時，用溫度、壓力自動補償式流量計來測量，效果非常好。

當溫度變化范圍不大時，對液體，溫度T與密度的關系一般可表為

式中，T0是標準溫度，是溫度為T0時的液體密度；是體膨脹系數。

由這樣的溫度變化引起密度變化的液體的質量流量G可以通過用體積流量計檢測出體積流量Q乘以液體密度求出。如果在管道中流動的液體的體積流量Q與用體積流量計檢測、變化所得的x成正比，則Q=k1x(k1是比例常數)關系成立，故可得G=Q=k1x的關系，再檢測溫度T，利用式（6-8-46）求出液體密度，代入前述的關系式中得到：

k1是體積流量計的裝置系數

流量計檢測的情況。此時若令流量計檢測變換的量為x，由于可得到（是比例常數）。另外，因為上述的液體密度和溫度T的關系式（6-8-46）成立，這樣用這些關系可將質量流量G表示為：

（6-8-49）

這樣如果進行自動補償，使流量計檢測變換量x上附加一個與x(T0-T)成正比例的量，再求出其平方根，便可得出質量流量。

在用此流量計檢測變換來測氣體質量流量G的情況下，若把用流量計檢測變換量作為x，則由可得到（是比例常數）的關系。由于氣體密度和溫度T、壓力P間可用（6-8-50）式表示，那么可利用由這些關系推導的下式進行演算補償。

（6-8-53）

式中如果流量計的裝置常數、標準溫度T0、標準壓力P0確定后，可將看成固定值，所以上式可以寫成為：

由此可知，只需將流量計檢測變換的量