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[自控流量仪表] 质量流量计的选型和应用

质量流量计的选型和应用

摘 要:本文详细说明了质量流量计的测量原理,并结合生产中的实际应用论述了该类仪表的选型 方法以及影响其精度的因素。 关键词:质量流量计;选型;精度 1 前言   流量测量在工业控制和商贸结算中十分重要, 传统的流量体积计量方法,受到温度、压力、粘度、密 度等因素的影响,给实际应用过程带来诸多不便,且 国内商贸又多以质量结算。而利用质量守恒定律研 制出的质量流量计对传统的体积计量方式提出了挑 战,由于它初期技术不够成熟,受到电子、通讯、材料 等方面的限制,使得许多业内人士对此表示怀疑,不 愿涉足。而今非夕比,随着科学技术的发展进步,它也日趋完善,在测量中基本摆脱了特定条件因素的 制约,与传统的流量计相比由于它的高精度、高可靠 性,无机械运动部件,可测介质类型广泛,以及极低 的维护量而日益成为流量计量中的首选仪表。 2测量原理   质量流量计系统包括传感器和用于信号处理的变送器。传感器中的流量管受安装在流量管端部的电磁驱动线圈驱动,作近似予音叉的振动。振幅一般小于lmm,频率大约在80Hz。当流体流入流量管时被强制接受流量管的垂直运动。在流量管向上振动的半个周期时(图B),流体及抗管子向上运动对其 垂直动量的增加而对流量管施加一个向下的力。反之,流出流量管的流体对流量管施加一个向上的力以反抗管子向上振动而对其垂直动量减少。这便导 致了流量管产生扭曲(图C)。在振动的另外半个周期,流量管向下振动,扭曲方向则相反。这一扭曲现 象被称为科里奥利现象(简称科氏现象)。   流量管扭曲量的大小与流经流量管的质量流量的大小成正比的。安装于流量管两侧的电磁信号检测器用于检测检测管的振动。质量流量的大小是由 这两个信号的相位差来决定的,当没有流体流过流量管时,流量管不产生扭曲,两边电磁信号是同相位的。当有流体流经流量管时产生流量管的扭曲,从而导致两个检测信号的相位差,这一相位差直接正比于流过的质量流量。   由于流量管中介质的质量:密度*流量管的体积,而流量管的体积对每种口径的传感器来说是固定的,介质的密度可以通过测量流量管的谐振频率来获得。 3质量流量计的选型   质量流量计是一种利用科氏技术的流量测量装置,由传感器、变送器和显示仪组成,变送器可远传安装或与传感器集成为一体。在实际工作中,使用者对质量流量计的选型往往会产生混乱。在某一特定环境条件下如何预见仪表的性能和可靠性,是选择最佳流量计的关键。性能指标包括:仪表的精度、流量量程、量程利用率、压降等,所以当评估或选择一台质量流量计时应综合考虑以上因素。 3.1精度及精度描述   精度为仪表测量实际值的能力,是仪表偏差、重复性和回滞综合作用的结果,精度描述则表现了测量的不确定度,通常有三种表示方法即流量百分比 精度、满量程百分比精度和带零点稳定度的流量百分比精度。其中带零点稳定度的流量百分比精度是 流量百分比精度和满量程百分比精度的综合体现。 因为零点稳定度描述了仪表系统受干扰或微流量零点的变化,是仪表测量真实零流量的能力,所以精度 为带零点稳定度的流量百分比,且零点稳定度值小的仪表是最佳的选择。 3.2流量量程和量程利用率   流量量程是指流量的上下限,下限流量通常为零,上限为额定流量,量程利用率等于额定流量与瞬时流量之比,在满足测量精度和压降的前提下,有较大量程宽度和量程利用率的流量计性能较为优越。 选择不同口径的传感器其额定流量、量程利用率、零点稳定度、压降等性能都不同,所以根据实际工艺条件选择合适法兰的传感器十分重要。以罗斯蒙特E 型质量表为例,图1描述了该表在各种流速下的量程利用率、压降和精度曲线。 从图上可以看出量程利用率为10、20、100,仪表所达精度分别为0.15、0.2、0.6,且压降随流量的增大而增大,在额定流量时压降最大。 4影响质量流量计精度的因素   选择了合适的质量流量计以后,在安装和使用 过程中应注意一些事项和环境因数的影响,环境效 应包括:操作温度、压力和管道的振动等。 4.3.1温度影响   操作温度引起介质体积的变化,但不影响测量结果,因为无论温度如何变化,质量总是守恒的,但温度变化会引起测量管钢性与零点稳定度,与金属弹性变化有关的杨氏弹性模量是温度的函数,这种变化是重复的可以校正。如罗斯蒙特流量计中测量管钢性随温度的变化可以用温度系数T值来校正。 一台型号为CMF100流量计的校正系数为47.8064. 75,这4.75就是温度校正系数。为减小温度对零点稳定度的影响,可以将仪表在操作温度下调零来实现。 4.3.2压力影响   压力影响所有种类的科氏流量计,其程度和检 测管的壁厚与外径之比有关,比值高则影响小,但测量灵敏度降低,比值低影响大,而灵敏度高,所以最佳的传感器要在压力效应、测量管几何形状和流量灵敏度之间综合考虑。压力补偿方法与实际应用相关,但在许多场合不需要做压力补偿。 4.3 .3振动影响  

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Re:楼主

谢谢,学习以下


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