詳細(xì)介紹
液體小流量科里奧利質(zhì)量流量計(jì)和那些測(cè)量流速或者體積的傳感器不同,科里奧利流量計(jì)直接測(cè)量質(zhì)量流量。由于科里奧利流量計(jì)不受流體壓力、溫度、黏度和密度的影響,因此科里奧利流量計(jì)可以在未經(jīng)校準(zhǔn)和沒(méi)有參數(shù)補(bǔ)償?shù)臈l件下測(cè)量特殊流體。這種傳感器最初主要用于液體,但是現(xiàn)在也可以用于氣體測(cè)量了。
科里奧利流量計(jì)是以法國(guó)工程師、物理學(xué)家科里奧利 (1792—1843)的名字命名的。典型的科里奧利傳感器由一個(gè)或兩個(gè)具有入口和出口的振動(dòng)管組成。管子的典型材料是不銹鋼,它可以有效防止管子及其襯套受到由流體引起的機(jī)械或者化學(xué)損傷,從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。管子的外形有包括U形在內(nèi)的各種形狀。薄一點(diǎn)兒的管子用于氣體,厚一點(diǎn)的管子更適合于液體??评飱W利管通過(guò)輔助的機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)。
流體從入口進(jìn)入傳感器。基于流體對(duì)振動(dòng)管的作用來(lái)確定質(zhì)量流量。隨著流體的流出,由于管子的振動(dòng),流體產(chǎn)生的加速度會(huì)讓儀器受到大小不同的力。
由流體產(chǎn)生的科里奧利力可以表示為
F=2mωv
這里,m代表質(zhì)量;ω代表旋轉(zhuǎn)角頻率;v為流體平均速度的矢量。
在這種力的作用下,當(dāng)流體流經(jīng)振蕩環(huán)時(shí),管子產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。扭轉(zhuǎn)量的大小直接與通過(guò)管子的質(zhì)量流量成正比。下圖a)展示了科里奧利流管無(wú)流體時(shí)的狀況,圖b)展示了科里奧利管有流體存在時(shí)的狀況。
在無(wú)流體狀況下,管子在入口和出口的振動(dòng)相同,并且兩者之間的正弦波沒(méi)有相位差。在有流體狀況下,管子做扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),進(jìn)口和出口兩端振動(dòng)狀況不同并帶有一定的相位偏移(圖c)。變送器測(cè)量左右檢測(cè)信號(hào)之間的滯后時(shí)間,這個(gè)時(shí)間差乘上流量標(biāo)定系數(shù)就可確定質(zhì)量流量。
科里奧利傳感器主要缺點(diǎn)是其初始成本太高。但是,科里奧利傳感器能的通用性非常適合于需要測(cè)量多種類(lèi)型流體的應(yīng)用場(chǎng)合,并且氣體領(lǐng)域也越來(lái)越多地開(kāi)始應(yīng)用科里奧利流量計(jì)。下圖展示了科里奧利U形傳感器,作為油輪輸油管的一部分,這種傳感器能夠測(cè)量3200t/h的質(zhì)量流量。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)主要是由轉(zhuǎn)換器與傳感器兩大部分構(gòu)成,其中傳感器的主要功能時(shí)流量信號(hào)的檢測(cè),主要有測(cè)量管、法蘭、分流器、驅(qū)動(dòng)線圈、檢測(cè)磁鋼、外殼、檢測(cè)線圈等構(gòu)成。變動(dòng)器作用于傳感器的驅(qū)動(dòng)和流量檢測(cè)信號(hào)的轉(zhuǎn)換、輸出信號(hào)、流量的顯示、運(yùn)算等,主要由電源、檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)及輸出等幾大部分電路組成。流量管中附有Pt100溫度電極, 能夠檢測(cè)得流體的溫度。測(cè)量出的溫度, 用于在線流量測(cè)量時(shí)對(duì)測(cè)量管的溫度補(bǔ)償, 也可作為獨(dú)立的溫度信號(hào)輸出。
液體小流量科里奧利質(zhì)量流量計(jì)選型技術(shù)參數(shù)
1、傳感器型號(hào)
選型表 | |||||||||
CMF | XXX | X | X | X | X | X | X | X | |
口徑(mm) | 公稱(chēng)通徑 | 003~200 | |||||||
公稱(chēng)壓力 | 0.6MPa | A | |||||||
1.0MPa | B | ||||||||
1.6MPa | C | ||||||||
2.5MPa | D | ||||||||
4.0MPa | E | ||||||||
其他 | F | ||||||||
連接方式 | 法蘭 | 1 | |||||||
卡箍(衛(wèi)生型) | 2 | ||||||||
螺紋 | 3 | ||||||||
其他 | 4 | ||||||||
精度 | 0.1 | H | |||||||
0.15 | I | ||||||||
0.2 | G | ||||||||
0.5 | K | ||||||||
其他 | L | ||||||||
介質(zhì)溫度 | -200℃~200℃ | 6 | |||||||
-50℃~200℃ | 7 | ||||||||
-50℃~300℃ | 8 | ||||||||
其他 | 9 | ||||||||
安裝方式 | 分體 | F | |||||||
一體 | W | ||||||||
其他 | T | ||||||||
法蘭標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí) | DIN PN6 | 0 | |||||||
DIN PN10 | 1 | ||||||||
DIN PN16 | 2 | ||||||||
DIN PN25 | 3 | ||||||||
DIN PN40 | 4 | ||||||||
DIN PN60 | 5 | ||||||||
ANSI 150# | 6 | ||||||||
ANSI 300# | 7 | ||||||||
ANSI 600# | 8 | ||||||||
JIS 5K | 9 | ||||||||
JIS 10K | A | ||||||||
JIS 16K | B | ||||||||
JIS 20K | C | ||||||||
JIS 30K | D | ||||||||
HG20592-2009 PN2.5 | E | ||||||||
HG20592-2009 PN6 | F | ||||||||
HG20592-2009 PN10 | G | ||||||||
HG20592-2009 PN16 | H | ||||||||
HG20592-2009 PN25 | I | ||||||||
HG20592-2009 PN40 | J | ||||||||
HG20592-2009 PN63 | K | ||||||||
HG20615-2009 Class150 | L | ||||||||
HG20615-2009 Class300 | M | ||||||||
HG20615-2009 Class600 | N | ||||||||
HG20615-2009 Class900 | O | ||||||||
HG20615-2009 Class1500 | P | ||||||||
GB9113-2010 PN2.5 | Q | ||||||||
GB9113-2010 PN6 | R | ||||||||
GB9113-2010 PN10 | S | ||||||||
GB9113-2010 PN16 | T | ||||||||
GB9113-2010 PN25 | U | ||||||||
GB9113-2010 PN40 | V | ||||||||
GB9113-2010 PN63 | W | ||||||||
其他 | X | ||||||||
傳感器類(lèi)別 | 高壓型 | P | |||||||
高溫型 | T | ||||||||
低溫型 | L | ||||||||
保溫型 | K | ||||||||
標(biāo)準(zhǔn)型 | 空 |
流量傳感器安裝姿勢(shì)和位置
流量傳感器測(cè)量管內(nèi)殘留固形物、結(jié)垢、潴留氣體等均將影響測(cè)量精度。一般說(shuō)裝于自下而上流動(dòng)的垂直管道較為理想;但對(duì)于非直形測(cè)量管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)裝在垂直管道還是水平管上。取決于管道振動(dòng)狀況和應(yīng)用條件。安裝位置必須使測(cè)量管內(nèi)充滿液體,例如水平管道上流體流過(guò)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)后直接放如入容器而無(wú)背壓,測(cè)量管往往不能充滿,會(huì)使輸出信號(hào)激烈波動(dòng)。
b、截止閥和控制閥的安裝
為使調(diào)零時(shí)沒(méi)有流動(dòng),質(zhì)量流量計(jì)上下游設(shè)置截止閥,并保證無(wú)泄漏??刂崎y應(yīng)裝在科里奧利質(zhì)量流量計(jì)下游,質(zhì)量流量計(jì)保持盡可能高的靜壓,以防止發(fā)生氣蝕和閃蒸(fIashing)。
c、脈動(dòng)和振動(dòng)
為勿使流程中發(fā)生的和外部的機(jī)械振動(dòng)影響科里奧利質(zhì)量流量計(jì),向我廠詢問(wèn)所提供科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的共振頻率范圍,以判斷現(xiàn)場(chǎng)脈動(dòng)或振動(dòng)頻率是否接近科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的共振頻率。亦可向我廠提供現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)狀況咨詢是否需要采取下列措施,如:1)設(shè)置脈動(dòng)衰減器,2)設(shè)置振動(dòng)衰減器或柔性連接管,3)特殊的流量傳感器的夾裝固定設(shè)備,等等。d、防止質(zhì)量流量計(jì)間相互影響
同一型號(hào)兩臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)串聯(lián)安裝,或多臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)接近地并行(或并聯(lián))安裝,尤其裝在同一支撐臺(tái)架時(shí),測(cè)量管振動(dòng)會(huì)使各質(zhì)量流量計(jì)間相互影響,產(chǎn)生干擾而引起異常振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)使儀表無(wú)法工作。安裝時(shí)應(yīng)采取防范措施,如;向我廠提出錯(cuò)開(kāi)接近儀表的共振頻率值;拉開(kāi)流量傳感器距離,不設(shè)置在同一臺(tái)架上,獨(dú)立設(shè)置支撐架;流量傳感器異方向安裝;流量傳感器間設(shè)置防振材料隔離等方法。
e、管道應(yīng)力和扭曲
質(zhì)量流量計(jì)法蘭與管道法蘭連接旋緊螺栓時(shí)要均勻,勿使質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)生應(yīng)力(例如管道兩法蘭平面不平行所致)。若在布設(shè)管道時(shí)預(yù)接入與科里奧利質(zhì)量流量計(jì)同樣長(zhǎng)度的短管,可防止不良布管形成的應(yīng)力。在使用過(guò)程中由于工藝流程壓力和溫度變化,科里奧利質(zhì)量流量計(jì)會(huì)受到管線軸向力或彎曲/扭曲力。影響測(cè)量性能,要做好必要的固定支架
f、強(qiáng)磨蝕性漿液的使用
測(cè)量強(qiáng)磨蝕性漿液最好選用直管單管型并且要使測(cè)量管處于垂直位置,以免管壁磨損不勻,縮短使用壽命。然而管壁厚度變薄會(huì)降低測(cè)量管剛性而改變流量測(cè)量值,因此在這種場(chǎng)所的運(yùn)行期間要定期檢測(cè),確認(rèn)使用周期。測(cè)量管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)結(jié)垢或漂移沉積也會(huì)影響測(cè)量精確度,因此要定期清洗。