一體式科里奧利質(zhì)量流量計

產(chǎn)品介紹
一體式科里奧利質(zhì)量流量計是一種利用流體在振動管道中流動時產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理來直接測量質(zhì)量流量的裝置，由流量檢測元件和轉(zhuǎn)換器組成。實現(xiàn)了質(zhì)量流量的直接測量，具有高精度，可測多重介質(zhì)和多個工藝參數(shù)的特點，廣泛應用于石化，制藥，食品等行業(yè)。
流體為了反抗這種強迫振動，會給管子一個與其流動方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應力的作用下，管子的震動不同步了，入口段管與出口段管在振動的時間先后商會出現(xiàn)差異，（差異是由于入口段和出口段流體流向是相反的），這叫做相位時間差。這種差異與流過管子的流體質(zhì)量流量的大小成正比。如果通過電路能檢測出這種時間差異的大小，則就能將質(zhì)量流量的大小給確定了。這種流量計被稱作科里奧利直接質(zhì)量流量計，它與世界上目前在用的幾十種常規(guī)容積式流量計的大不同是它測的質(zhì)量的大小，使用的單位是kg/h。用質(zhì)量（如千克）作單位的流量計比用容積（如立升或立方米）作單位的容積式流量計要準確和恒定。因為質(zhì)量是遵循守恒定律的。
科氏力質(zhì)量流量計的發(fā)明是科技界苦苦求索幾十年的結(jié)果，它不但具有準確性、重復性、穩(wěn)定性，而且在流體通道內(nèi)沒有阻流元件和可動部件，因而其可靠性好，使用壽命長，還能測量高粘度流體和高壓氣體的流量。現(xiàn)在汽車用的清潔燃料壓縮天然氣（CNG）的計量就是靠它測準的，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，其應用也越來越廣泛。它的問世帶來了流體測量技術(shù)的一次深刻變革，被專家譽為是21世紀的主流流量計。
測量原理
一臺質(zhì)量流量計的計量系統(tǒng)包括一臺傳感器和一臺用于信號處理的變送器。Rosemount質(zhì)量流量計依據(jù)牛頓第二定律：力=質(zhì)量×加速度（F=ma），當質(zhì)量為m的質(zhì)點以速度V在對P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時，質(zhì)點受兩個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。由于復合運動，在質(zhì)點的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對質(zhì)點作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。
當密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動時，任何一段長度Δx的管道將受到一個切向科里奧利力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，直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管中流動流體的科里奧利力就可以測得質(zhì)量流量。
安裝使用
為了使科里奧利質(zhì)量流量計能正常、安全和高性能地工作，正確地安裝和使用是非常重要。這里包括機械安裝、電氣安裝和使用維護。
(1)安裝
機械安裝應注意這樣幾個問題：
a.流量傳感器應安裝在一個堅固的基礎上。內(nèi)徑小于10mm的小口徑質(zhì)量流量計安裝在平衡堅硬和無振動的底面上，如墻面、地面或?qū)ｉT的基礎。如果在高振動環(huán)境使用，應注意對基礎的振動吸收，而且傳感器進出口與管道之間應用柔性管道連接；較大口徑的流量計直接安裝在工藝管道上，應用管卡和支撐物將流量計牢牢地固定。
b.為防止CMF間的相互影響，在多臺流量計串聯(lián)或并聯(lián)使用時，各流量傳感器之間的距離應足夠遠，管卡和支撐物應分別設置在各自獨立基礎上。
C為保證使用時流量傳感器內(nèi)不會存積氣體或液體殘值，對于彎管型流量計，測量液體，彎管應朝下，測量氣體時，彎管應朝上。測量漿液或排放液時，應將傳感器安裝在垂直管道，流向由下而上。對于直管型流量計，水平安裝時應避免安裝在高點上，以免氣團存積。連接傳感器和工藝管道時，一定要做到無應力安裝，特別對某些直管型測量管的流量傳感器更應注意。
(2)使用和維護
①流量計零點調(diào)整。待流量傳感器充滿被測流體后關(guān)閉傳感器下游閥門，在接近工作溫度的條件下調(diào)整流量計的零點。調(diào)整零點時保證下游閥門*關(guān)閉，確認不泄漏流體是非常重要的。如果調(diào)零時閥門存在泄漏，將會給整個測量帶來很大誤差。
②設置流量和密度校準系數(shù)。正確設置流量和密度校準系數(shù)流量計的工作十分重要。流量校準系數(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差測量多大的流量。
(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。這些與流量計的測量準確度都有直接關(guān)系，密度校準系數(shù)代表傳感器在0℃下管內(nèi)為空氣和管內(nèi)為水時的自振周期(單位往往為微秒)及密度溫度系數(shù)，顯然這些與測量密度的準確度直接相關(guān)。
③使用中維護流量計正常工作。及時發(fā)現(xiàn)故障和排除故障對流量計正常工作很重要，實際工作中常見的有以下幾種故障情況：
a.無輸出：指有流量通過傳感器而傳感器沒有信號輸出；
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，與流量的變化無關(guān)，即輸出反常；
d.斷續(xù)地有輸出：斷續(xù)輸出，開始和結(jié)束都無規(guī)律，但當有輸出時，輸出信號能正確反映
流量大小。
以上故障狀態(tài)應仔細檢查排除，必要時應請制造廠家維修服務。
優(yōu)點與缺點
優(yōu)點
科里奧利質(zhì)量流量計直接測量質(zhì)量流量，有很高的測量精確度。
可測量流體范圍廣泛，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。
測量管的振動幅小，可視作非活動件，測量管路內(nèi)*件和活動件。
對應對迎流流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。
測量值對流體粘度不敏感，流體密度變化對測量值得值的影響微小。
可做多參數(shù)測量，如同期測量密度，并由此派生出測量溶液中溶質(zhì)所含的濃度。
缺點
科里奧利質(zhì)量流量計零點不穩(wěn)定形成零點漂移，影響其精確度的進一步提高，使得許多型號儀表只得采用將總誤差分為基本誤差和零點不穩(wěn)定度量兩部分。
科里奧利質(zhì)量流量計不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制（按型號而異）會顯著著影響測量值。
科里奧利質(zhì)量流量計對外界振動干擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號科里奧利質(zhì)量流量計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。
測量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會影響測量精確度，尤其對薄壁管測量管的科里奧利質(zhì)量流量計更為顯著。
壓力損失較大，與容積式儀表相當，有些型號科里奧利質(zhì)量流量計甚至比容積式儀表大100%。
大部分型號科里奧利質(zhì)量流量計重量和體積較大。
價格昂貴。國外價格5000～10000美元一套，約為同口徑電磁流量計的2～5倍；國內(nèi)價格約為電磁流量計的2～8倍。