科氏質(zhì)量流量計概述

　　科氏質(zhì)量流量計測量精度高, 測量不受介質(zhì)物性影響, 無上、下游直管段長度的要求。而且科氏質(zhì)量流量計是智能化程度很高的儀表, 其變送器除了能夠顯示和輸出質(zhì)量流量, 還能輸出轉(zhuǎn)化為4m A~20m A信號、脈沖信號或者總線信號的體積流量、密度、溫度、粘度和濃度等過程參數(shù)。所以科氏質(zhì)量流量計被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、制藥、能源、橡膠、造紙、食品等各工業(yè)部門, 在配比、裝車和貿(mào)易交接中相當(dāng)適用。

　　科氏質(zhì)量流量計工作原理

　　科里奧利效應(yīng) (Coriolis effect) 是指如果一個物體是靜止的, 或者相對于某一固定點(diǎn)作恒速運(yùn)動, 那么, 在這個物體上運(yùn)動是不會出現(xiàn)什么問題的。如果想從物體一端的A點(diǎn)沿著一條直線走到另一端的B點(diǎn), 在走的過程中不會感到有任何困難。但是, 如果一個物體的不同部分以不同的速度運(yùn)動, 那么, 情況就大不一樣了, 假定有一個旋轉(zhuǎn)游戲臺或者任何一個繞其中心旋轉(zhuǎn)的平臺。整個平臺的整體在旋轉(zhuǎn), 但在中心附近的一點(diǎn)畫出一個小圈, 因而在緩慢地運(yùn)動, 而靠近外緣的一點(diǎn)則畫出一個大圈, 因而在快速地運(yùn)動。

　　科里奧利力 (Coriolis force) 在有些地方也被稱作哥里奧利力, 簡稱為科氏力, 是對旋轉(zhuǎn)體系中進(jìn)行直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)由于慣性相對于旋轉(zhuǎn)體系產(chǎn)生的直線運(yùn)動的偏移的一種描述。科里奧利力來自于物體運(yùn)動所具有的慣性。

　　科里奧利質(zhì)量流量計 (簡稱科氏力流量計) 是一種利用流體在振動管中流動而產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的原理來直接測量質(zhì)量流量的儀表。

　　科氏質(zhì)量流量計結(jié)構(gòu)組成

　　科氏質(zhì)量流量計由傳感器和變送器兩大部分組成。其中傳感器用于流量信號的檢測, 主要由法蘭、分流器、流量管、驅(qū)動線圈、檢測線圈和驅(qū)動、檢測磁鋼、外殼構(gòu)成;變送器用于傳感器的驅(qū)動和流量檢測信號的轉(zhuǎn)換、運(yùn)算及流量顯示、信號輸出, 主要由電源、驅(qū)動、檢測、顯示、輸出等部分電路組成。

　　流量管中帶有的Pt100溫度電極, 測得流體溫度。測量出的溫度, 用于在線流量測量時對測量管的溫度補(bǔ)償, 也可作為獨(dú)立的溫度信號輸出。

　　U型流量管與分流器、隔振固定板, 采用真空焊接而成

　　科氏質(zhì)量流量計選型中的注意事項

　　根據(jù)工程實際情況和技術(shù)參數(shù), 從滿足用戶需求和節(jié)約成本的方面綜合考慮, 選擇合適的形狀、材質(zhì)、公稱通徑、公稱壓力和安裝方式的質(zhì)量流量計, 主要注意以下幾方面:

　　1 介質(zhì)方面

　　質(zhì)量流量計測量介質(zhì)的不同, 主要會影響到流量計的口徑、精度、材質(zhì)等方面。

　　1) 介質(zhì)狀態(tài)

　　主要是分為氣體、液體 (特殊情況下還會出現(xiàn)氣液兩相) 。會涉及到儀表的精度要求以及口徑、流量管材質(zhì)方面。

　　2) 精度方面

　　氣體一般情況下為0.5%, 而液體一般為0.2%, ***高為0.1%。

　　2 口徑方面

　　每個廠家的流量計特定口徑都會對應(yīng)相應(yīng)的流量量程, 在滿足用戶流量測量的同時, 還要考慮到介質(zhì)的粘度, 這項指標(biāo)涉及到后面提及的壓損。有時會選擇較大口徑的傳感器, 用以滿足用戶對壓損的要求。

　　3 材質(zhì)方面

　　主要考慮介質(zhì)的腐蝕性, 往往需要查詢腐蝕手冊, 根據(jù)介質(zhì)特性選擇對應(yīng)抗腐蝕的材質(zhì), 以延長流量計的使用壽命。需要注意的是提供的指南僅作參考之用。流體屬性 (例如, 溫度、濃度、雜質(zhì)量等) 的微小改變, 更可能會影響接液部件的相容性。材料相容性選擇由***終用戶全權(quán)負(fù)責(zé)。

　　4 操作溫度和壓力方面

　　這兩個技術(shù)參數(shù)涉及到了流量計能否正常應(yīng)用, 以及安全的問題。

　　1) 操作溫度

　　一般情況下, 超過180℃, 選型為分體型, 并且傳感器相關(guān)的元器件選用高溫型的, 其余情況下可以選擇為一體型;如果高溫情況下選型為一體型, 流量計的電子元件會因為高溫的原因損壞, 從而造成流量計的故障。

　　2) 操作壓力

　　質(zhì)量流量計的流量管和法蘭都會有一定的承受壓力, 比如法蘭有1.6MPa、2.5MPa、4MPa、6.3MPa等, 流量管有10MPa, 35MPa等, 選型時流量計的流量管壓力以及法蘭的公稱壓力一定要大于用戶的操作壓力, 要留出一部分冗余量。

　　5 安全方面

　　根據(jù)用戶要求, 結(jié)合用戶現(xiàn)場情況, 選擇防爆和非防爆兩種。

　　6 流量范圍

　　一般情況下滿足用戶流量范圍的會有幾個口徑或者系列, 需要從成本、壓損, 縮徑等因素同時考慮, 選擇***合適的口徑。

　　7 精度要求

　　涉及到精度的方面, 包括介質(zhì)的狀態(tài)、需要滿足的***大及***小流量等。

　　8 壓損要求

　　科氏質(zhì)量流量計主要用來測量介質(zhì)質(zhì)量流量或者輸出計算得出的體積流量, 工藝專業(yè)提供的選型參數(shù)也只涉及到介質(zhì)質(zhì)量流量或者體積流量, 所以會忽略介質(zhì)流速的影響。科氏質(zhì)量流量計的測量管振幅微小, 可視為無活動件, 又無阻礙件, 其測量值不受管道內(nèi)流場影響, 所以可測量各種非牛頓流體以及粘滯的和含微粒的漿液, 而且流量量程比可以很大。但是, 公稱通徑一定的科氏質(zhì)量流量計的***大測量值實際是受限制的, 介質(zhì)流速是一個因素。

　　注意測量介質(zhì)流速的問題, 其實也就是注意流量計產(chǎn)生的壓損大小的問題。而且, 現(xiàn)在很多科氏質(zhì)量流量計采用三角形等彎曲形狀的測量管, 容易形成“紊流”。所以, 科氏質(zhì)量流量計可能會產(chǎn)生很大的壓損, 壓損甚至能高到難以忍受 (0.1 MPa~0.2MPa) 。另外, 很大的壓損也容易造成“氣蝕”現(xiàn)象, 損害流量計的測量管。

　　綜上所述, 科氏質(zhì)量流量計選型時, 需要考慮其壓損是否被整個工藝流程所允許。要求限制壓損, 也就限制了在公稱通徑一定下的介質(zhì)流速上限范圍;或者在保證介質(zhì)質(zhì)量流量或體積流量上限的要求下, 選擇大一級的公稱通徑, 擴(kuò)大流通面積。另外, 流量計公稱通徑小, 測量精度高, 價錢也相對便宜;公稱通徑大, 雖然流量計壓損減小, 但是測量精度降低, 采購費(fèi)用增加。所以需要在精度和壓損之間取得平衡, 計算出***合適的公稱通徑。

　　9 縮徑

　　在選型的同時, 還要關(guān)注用戶***初管道的尺寸, 在根據(jù)其他技術(shù)參數(shù)選擇相對應(yīng)的口徑時, 考慮到壓損和現(xiàn)場施工等方面因素, 同時也要兼顧縮徑的問題。一般情況下管徑可以縮徑一級, ***多縮徑為管道口徑的一半, 比如用戶管道口徑為DN80, 則選擇流量計的口徑***小可以為DN40。有時也會碰到特殊情況, 即如果為保證縮徑要求, 從流量上無法滿足精度要求的話, 需要和用戶進(jìn)行協(xié)商, 確認(rèn)好現(xiàn)場的情況和要求。

　　1 0 特殊需求

　　有些時候, 比如測量含水原油時, 用戶往往需要知道含水量等數(shù)據(jù), 這就要求選擇的質(zhì)量流量計含有濃度測量的功能。其他的需求比如雙電流輸出, 帶有RS485、HART、Profibus DP/PA通訊等。