一體式科里奧利質(zhì)量流量計(jì)

產(chǎn)品介紹
一體式科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種利用流體在振動(dòng)管道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理來(lái)直接測(cè)量質(zhì)量流量的裝置，由流量檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換器組成。實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量流量的直接測(cè)量，具有高精度，可測(cè)多重介質(zhì)和多個(gè)工藝參數(shù)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石化，制藥，食品等行業(yè)。
流體為了反抗這種強(qiáng)迫振動(dòng)，會(huì)給管子一個(gè)與其流動(dòng)方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應(yīng)力的作用下，管子的震動(dòng)不同步了，入口段管與出口段管在振動(dòng)的時(shí)間先后商會(huì)出現(xiàn)差異，（差異是由于入口段和出口段流體流向是相反的），這叫做相位時(shí)間差。這種差異與流過(guò)管子的流體質(zhì)量流量的大小成正比。如果通過(guò)電路能檢測(cè)出這種時(shí)間差異的大小，則就能將質(zhì)量流量的大小給確定了。這種流量計(jì)被稱(chēng)作科里奧利直接質(zhì)量流量計(jì)，它與世界上目前在用的幾十種常規(guī)容積式流量計(jì)的大不同是它測(cè)的質(zhì)量的大小，使用的單位是kg/h。用質(zhì)量（如千克）作單位的流量計(jì)比用容積（如立升或立方米）作單位的容積式流量計(jì)要準(zhǔn)確和恒定。因?yàn)橘|(zhì)量是遵循守恒定律的。
科氏力質(zhì)量流量計(jì)的發(fā)明是科技界苦苦求索幾十年的結(jié)果，它不但具有準(zhǔn)確性、重復(fù)性、穩(wěn)定性，而且在流體通道內(nèi)沒(méi)有阻流元件和可動(dòng)部件，因而其可靠性好，使用壽命長(zhǎng)，還能測(cè)量高粘度流體和高壓氣體的流量?，F(xiàn)在汽車(chē)用的清潔燃料壓縮天然氣（CNG）的計(jì)量就是靠它測(cè)準(zhǔn)的，而在石油、化工、冶金、建材、造紙、醫(yī)藥、食品、生物工程、能源、航天等工業(yè)部門(mén)，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。它的問(wèn)世帶來(lái)了流體測(cè)量技術(shù)的一次深刻變革，被專(zhuān)家譽(yù)為是21世紀(jì)的主流流量計(jì)。
測(cè)量原理
一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量系統(tǒng)包括一臺(tái)傳感器和一臺(tái)用于信號(hào)處理的變送器。Rosemount質(zhì)量流量計(jì)依據(jù)牛頓第二定律：力=質(zhì)量×加速度（F=ma），當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度V在對(duì)P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)分量的加速度及其力：
（1）法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于2ωr，朝向P軸；
（2）切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等于2ωV，方向與αr垂直。由于復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在質(zhì)點(diǎn)的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對(duì)質(zhì)點(diǎn)作用著一個(gè)反向力-Fc=-2ωVm。
當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動(dòng)時(shí)，任何一段長(zhǎng)度Δx的管道將受到一個(gè)切向科里奧利力ΔFc：ΔFc=2ωVρAΔx（1）
式中，A—管道的流通截面積。
由于存在關(guān)系式：mq=ρVA
所以：ΔFc=2ωqmΔx（2）
因此，直接或間接測(cè)量在旋轉(zhuǎn)管中流動(dòng)流體的科里奧利力就可以測(cè)得質(zhì)量流量。
安裝使用
為了使科里奧利質(zhì)量流量計(jì)能正常、安全和高性能地工作，正確地安裝和使用是非常重要。這里包括機(jī)械安裝、電氣安裝和使用維護(hù)。
(1)安裝
機(jī)械安裝應(yīng)注意這樣幾個(gè)問(wèn)題：
a.流量傳感器應(yīng)安裝在一個(gè)堅(jiān)固的基礎(chǔ)上。內(nèi)徑小于10mm的小口徑質(zhì)量流量計(jì)安裝在平衡堅(jiān)硬和無(wú)振動(dòng)的底面上，如墻面、地面或?qū)ｉT(mén)的基礎(chǔ)。如果在高振動(dòng)環(huán)境使用，應(yīng)注意對(duì)基礎(chǔ)的振動(dòng)吸收，而且傳感器進(jìn)出口與管道之間應(yīng)用柔性管道連接；較大口徑的流量計(jì)直接安裝在工藝管道上，應(yīng)用管卡和支撐物將流量計(jì)牢牢地固定。
b.為防止CMF間的相互影響，在多臺(tái)流量計(jì)串聯(lián)或并聯(lián)使用時(shí)，各流量傳感器之間的距離應(yīng)足夠遠(yuǎn)，管卡和支撐物應(yīng)分別設(shè)置在各自獨(dú)立基礎(chǔ)上。
C為保證使用時(shí)流量傳感器內(nèi)不會(huì)存積氣體或液體殘值，對(duì)于彎管型流量計(jì)，測(cè)量液體，彎管應(yīng)朝下，測(cè)量氣體時(shí)，彎管應(yīng)朝上。測(cè)量漿液或排放液時(shí)，應(yīng)將傳感器安裝在垂直管道，流向由下而上。對(duì)于直管型流量計(jì)，水平安裝時(shí)應(yīng)避免安裝在高點(diǎn)上，以免氣團(tuán)存積。連接傳感器和工藝管道時(shí)，一定要做到無(wú)應(yīng)力安裝，特別對(duì)某些直管型測(cè)量管的流量傳感器更應(yīng)注意。
(2)使用和維護(hù)
①流量計(jì)零點(diǎn)調(diào)整。待流量傳感器充滿(mǎn)被測(cè)流體后關(guān)閉傳感器下游閥門(mén)，在接近工作溫度的條件下調(diào)整流量計(jì)的零點(diǎn)。調(diào)整零點(diǎn)時(shí)保證下游閥門(mén)*關(guān)閉，確認(rèn)不泄漏流體是非常重要的。如果調(diào)零時(shí)閥門(mén)存在泄漏，將會(huì)給整個(gè)測(cè)量帶來(lái)很大誤差。
②設(shè)置流量和密度校準(zhǔn)系數(shù)。正確設(shè)置流量和密度校準(zhǔn)系數(shù)流量計(jì)的工作十分重要。流量校準(zhǔn)系數(shù)代表傳感器的靈敏度及流量溫度系數(shù)，靈敏度表示每微秒時(shí)差測(cè)量多大的流量。
(單位往往為克/秒)；流量溫度系數(shù)表示傳感器彈性模量受溫度的影響程度。這些與流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度都有直接關(guān)系，密度校準(zhǔn)系數(shù)代表傳感器在0℃下管內(nèi)為空氣和管內(nèi)為水時(shí)的自振周期(單位往往為微秒)及密度溫度系數(shù)，顯然這些與測(cè)量密度的準(zhǔn)確度直接相關(guān)。
③使用中維護(hù)流量計(jì)正常工作。及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和排除故障對(duì)流量計(jì)正常工作很重要，實(shí)際工作中常見(jiàn)的有以下幾種故障情況：
a.無(wú)輸出：指有流量通過(guò)傳感器而傳感器沒(méi)有信號(hào)輸出；
b.輸出不變化：雖然流量變化了，但輸出保持不變；
c.輸出不正常，輸出隨意變化，與流量的變化無(wú)關(guān)，即輸出反常；
d.斷續(xù)地有輸出：斷續(xù)輸出，開(kāi)始和結(jié)束都無(wú)規(guī)律，但當(dāng)有輸出時(shí)，輸出信號(hào)能正確反映
流量大小。
以上故障狀態(tài)應(yīng)仔細(xì)檢查排除，必要時(shí)應(yīng)請(qǐng)制造廠家維修服務(wù)。
優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量質(zhì)量流量，有很高的測(cè)量精確度。
可測(cè)量流體范圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。
測(cè)量管的振動(dòng)幅小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)*件和活動(dòng)件。
對(duì)應(yīng)對(duì)迎流流速分布不敏感，因而無(wú)上下游直管段要求。
測(cè)量值對(duì)流體粘度不敏感，流體密度變化對(duì)測(cè)量值得值的影響微小。
可做多參數(shù)測(cè)量，如同期測(cè)量密度，并由此派生出測(cè)量溶液中溶質(zhì)所含的濃度。
缺點(diǎn)
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)定形成零點(diǎn)漂移，影響其精確度的進(jìn)一步提高，使得許多型號(hào)儀表只得采用將總誤差分為基本誤差和零點(diǎn)不穩(wěn)定度量?jī)刹糠帧?br />科里奧利質(zhì)量流量計(jì)不能用于測(cè)量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過(guò)某一限制（按型號(hào)而異）會(huì)顯著著影響測(cè)量值。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)對(duì)外界振動(dòng)干擾較為敏感，為防止管道振動(dòng)影響，大部分型號(hào)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的流量傳感器安裝固定要求較高。
不能用于較大管徑，目前尚局限于150（200）mm以下。
測(cè)量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會(huì)影響測(cè)量精確度，尤其對(duì)薄壁管測(cè)量管的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)更為顯著。
壓力損失較大，與容積式儀表相當(dāng)，有些型號(hào)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)甚至比容積式儀表大100%。
大部分型號(hào)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)重量和體積較大。
價(jià)格昂貴。國(guó)外價(jià)格5000～10000美元一套，約為同口徑電磁流量計(jì)的2～5倍；國(guó)內(nèi)價(jià)格約為電磁流量計(jì)的2～8倍。