EMERSON艾默生質(zhì)量流量計(jì)高準(zhǔn)CMF025*

EMERSON艾默生質(zhì)量流量計(jì)高準(zhǔn)CMF025*

1.科里奧利（Coriolis）質(zhì)量流量計(jì)是一種機(jī)械振動(dòng)型的多參數(shù)智能式流量測(cè)量?jī)x表，它同時(shí)可以直接測(cè)量出流體的質(zhì)量流量、密度、溫度，且根據(jù)以上測(cè)量出的質(zhì)量流量和密度參數(shù)可導(dǎo)出流體的體積流量

2. 化工車間科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的原理及其應(yīng)用

摘 要：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)稱得上是真正意義上的質(zhì)量流量測(cè)量，具備一系列工程應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為工業(yè)控制及節(jié)能管理領(lǐng)域較多使用的流量?jī)x表，廣泛應(yīng)用于石化、制藥及其他工業(yè)領(lǐng)域。本文從化工車間科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的原理和結(jié)構(gòu)入手，總結(jié)了一些安裝使用上的注意事項(xiàng)和使用方法，對(duì)其選用及安裝進(jìn)行說明，后簡(jiǎn)單闡述了科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在化工車間的投運(yùn)及常見故障的處理方法。

關(guān)鍵字：科里奧利力 質(zhì)量流量計(jì) 工作原理 應(yīng)用

1 引言

在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，流量參數(shù)極其重要。目前，流量計(jì)的種類各式各樣，其中較為常見的是體積流量計(jì)，如節(jié)流式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、超聲流量計(jì)等[1]。由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中，工程師對(duì)于經(jīng)濟(jì)核算、物料平衡等工程因素更加關(guān)心，所以體積流量計(jì)的應(yīng)用有所限制，如何測(cè)試流體的質(zhì)量成為了實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)難題。盡管有人能夠利用體積流量計(jì)及流體密度計(jì)算出測(cè)試流體的質(zhì)量，但由于此方法結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，測(cè)量精度受外在溫度、壓力等影響較大。因此，工程技術(shù)人員迫切希望能夠開發(fā)出一種能直接測(cè)量管道中流體的質(zhì)量流量的新型流量計(jì)?？评飱W利質(zhì)量流量計(jì)（CoriolisMassFlowmeter，CMF），即科氏力質(zhì)量流量計(jì)，可以直接測(cè)量流體質(zhì)量流量，并且精準(zhǔn)度*，誕生于美國(guó)，并且起初由美國(guó)艾默生公司旗下MicroMotion于八十年代將其技術(shù)完善成熟、商品化并推向市場(chǎng)。科氏力質(zhì)量流量計(jì)不僅能夠高精度測(cè)量腐蝕性介質(zhì)及易介質(zhì)的質(zhì)量流量和介質(zhì)密度，而且還可以在庫(kù)存量控制及批量控制、貿(mào)易結(jié)算等方面發(fā)揮作用。因此，可以說科氏質(zhì)量流量計(jì)是測(cè)量技術(shù)的一個(gè)里程碑，具有劃時(shí)代意義，它實(shí)現(xiàn)了工程師直接測(cè)量質(zhì)量流量的愿望，同時(shí)達(dá)到了需要的精度。自其問世后，一直深受行業(yè)熱捧。

2 工作原理

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是基于科里奧利（Coriolis）效應(yīng)而制成的流量測(cè)量?jī)x表。在旋轉(zhuǎn)體系中進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，由于慣性，會(huì)按照原有運(yùn)動(dòng)方向一直運(yùn)動(dòng)，然而體系本身將始終保持旋轉(zhuǎn)，所以，經(jīng)過一段時(shí)間的旋轉(zhuǎn)后，旋轉(zhuǎn)體系中質(zhì)點(diǎn)的位置將發(fā)生一些變化，這時(shí)，若從旋轉(zhuǎn)體系的視角來觀察，旋轉(zhuǎn)體系原來的轉(zhuǎn)向會(huì)發(fā)生輕微偏離。如果體系內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于慣性系為直線運(yùn)動(dòng)，那么其旋轉(zhuǎn)路徑相對(duì)于體系而言，可以看為曲線。從旋轉(zhuǎn)體系的角度出發(fā)，必須存在一個(gè)力，在這個(gè)力的作用下，質(zhì)點(diǎn)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，該力即為科里奧利力（科氏力）。

科里奧利力的計(jì)算公式如下：

式中，F(xiàn)c為科氏力，m為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量，ω為角速度，v為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度（相對(duì)于靜止參考系），ω×v大小等于ω×v×sinθ，方向滿足右手螺旋定律。

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量?jī)x表。兩根U形管（也可以是一根）在驅(qū)動(dòng)線圈的作用下，以一定頻率震動(dòng)，被測(cè)流體從U形管流動(dòng)，其流動(dòng)方向與震動(dòng)方向垂直，在科氏力的作用下，U型管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角θ，因此U型管兩管端通過振動(dòng)中心就產(chǎn)生了時(shí)間差，此時(shí)間與質(zhì)量流量qm成正比，其關(guān)系式如下：

式中：Ks為U型管的扭轉(zhuǎn)彈性模量，r為u型管的半徑；Δt為u型管兩端通過振動(dòng)中心所需要的時(shí)間差。

科里奧利質(zhì)量流量計(jì)由兩部分組成：一是由流體從中流過的傳感器；另一部分是電子組件組成的轉(zhuǎn)換器，傳感器產(chǎn)生震動(dòng)并處理來自傳感器的信息，以實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。

U型管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 U型管科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)

流量計(jì)的測(cè)量管是兩根平行的U型管，驅(qū)動(dòng)U型管垂直于管道教運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器是由激振線圈和永*磁鐵組成。位于U型管的兩個(gè)直管管端的兩個(gè)檢測(cè)器用于監(jiān)控驅(qū)動(dòng)器的振動(dòng)情況和檢測(cè)管端的位移情況，檢測(cè)出兩個(gè)振動(dòng)管之間的振動(dòng)時(shí)間差，以便通過轉(zhuǎn)換器給出流經(jīng)傳感器的質(zhì)量流量。

3 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)特性

在流體質(zhì)量流量測(cè)試過程中，某個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的科氏力極其微小，因此要保證測(cè)量過程的高精度并不容易，因此，增加測(cè)量系統(tǒng)對(duì)科氏力的感應(yīng)或者在同樣科氏力的作用下增大測(cè)量系統(tǒng)的感應(yīng)強(qiáng)度能夠使測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生精確識(shí)別可用的信號(hào)。因此，改善科氏力在測(cè)試系統(tǒng)管路上的作用強(qiáng)度是一個(gè)有效手段。改善測(cè)試系統(tǒng)管路上科氏力的作用強(qiáng)度的有效方法在于改善測(cè)試系統(tǒng)管路彈性，可以通過減小系統(tǒng)管路鋼性、選用彈性優(yōu)良的材料制造及準(zhǔn)確確定測(cè)試系統(tǒng)振蕩頻率，進(jìn)而達(dá)到將測(cè)試系統(tǒng)管路的形變?cè)黾拥哪康?。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，如果管上的科氏力越明顯，則系統(tǒng)彈性就應(yīng)該越好，那么測(cè)量管的管壁就會(huì)更薄，長(zhǎng)度也更長(zhǎng)。在此理論基礎(chǔ)之上可知，該方法既增加了測(cè)試系統(tǒng)管路的變形量和信噪比又減小了外界信號(hào)的干擾。測(cè)試系統(tǒng)管路上所受應(yīng)力應(yīng)該避免集中，以盡量減少材料的疲勞失效。測(cè)試系統(tǒng)管路所受應(yīng)力作用的形式不同會(huì)對(duì)管路的整體測(cè)量靈敏度產(chǎn)生輕微影響。

4 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的使用

4.1 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的選擇

性能及可靠性是確定科氏流量計(jì)的要素。性能要素具體包含精準(zhǔn)度、壓力損失量.

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