质量流量计零点不稳定形成零点漂移,影响其精确度的进一步提高,使得许多型号仪表只得采用将总误差分为基本误差和零点不稳定度量两部分。科里奥利质量流量计不能用于测量低密度介质和低压气体;液体中含气量超过某一限制(按型号而异)会显着着影响测量值。科里奥利质量流量计对外界振动干扰较为敏感,为防止管道振动影响,大部分型号科里奥利质量流量计的流量传感器安装固定要求较高。不能用于较大管径,目前尚局限于150(200)mm以下。
质量流量计的优点:
1、多参数测量,在测里质星流量的同时,可以同时获取体积流量、密度与沮度值。
2、对于影响量、如压力、温度、密度和枯性等以及流速的分布不敏感。
3、安装简便,各种尺寸的传感器管子其进、出口方向随意调动安装。
4、直接侧量流体的质量、实现了真正的高精度的流量测量。
5、管路内没有任何抽人物、无可动部件,也没有电极污染等问题,因此,故障率因家少,同时便于清洗、维护与保养。
6、可以侧量广泛的介质,如气体、液休及化工介质、造纸黑液、浆体等。
7、精确地测量高沮、低流速气体,其抗蚀、防污、防爆、耐肺等问题均已较满意地得到解决。
质量流量计依据牛顿第二定律:力=质量×加速度(F=ma)。当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时,质点受两个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ω2r,朝向P轴;
2)切向角速度αt,即科里奥利加速度,其值等于2ωV,方向与αr垂直。由于复合运动,在质点的αt方向上作用着科里奥利力Fc=2ωVm,管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时,任何一段长度Δx的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc:
ΔFc=2ωVρAΔx(1)
式中:A———管道的流通截面积。
由于存在关系式:qm=ρVA
所以:ΔFc=2ωqmΔx(2)
因此,直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。
数学模型
对(2)式进一步推导(有关数学推导省略),得出如下数学模型:
(3)
式中:qm———质量流量;
K———一个仅决定与测量管结构尺寸的量,当测量管结构一定时,在一定温度下,K是一定值;
G———测量管材料的剪切弹性模量;在一定温度下,K是一定值;
ω———测量管主振动的固有频率;
ωθ———测量管扭转振动的固有频率;
Δt———测量管两检测信号的时间差。
电路中由时间差检测器测量左右检测信号之间的滞后时间。这个“时间差”Δt经过数字量测量、处理、滤波以减少噪声,提高测量分辨率。时间差乘上流量标定系数来表示质量流量。
为了帮助客户更好的使用质量流量计,我们整理了质量流量计全面的安装说明,希望可以帮助到大家。
一、质量流量计的安装要求
1.对外部环境的要求:质量流量计可以安装在室内,必须安装在室外时,一定要采取防晒、防雨、防雷措施,以免影响使用寿命。流量计应安装在便于维修,无强电磁干扰与热辐射的场所。
2.对直管段的要求:流量计必须水平安装在管道上,安装时流量计轴线应与管道轴线同心,流向要一致。质量流量计上游管道长度应有不小于2D的等径直管段,对于流量计安装点的上下游配管的内径必须与流量计的内径相同。
3.对旁通管的要求:为了保证质量流量计检修时不影响正常生产,在流量计的前后管道上应安装切断阀门(截止阀),同时应设置旁通管道。流量控制阀要安装在流量计的下游,流量计使用时上游所装的截止阀必须全开,避免上游部分的流体产生不稳流现象。
4.在安装质量流量计时,用户需另配一对标准法兰焊在前后管道上。不允许带流量计焊接!安装时,法兰间的密封垫片不能凹入管道内,同时安装流量计前应严格清除管道中焊渣等脏物。
二、质量流量计的传感器安装
传感器与大的变送器或电动机之间至少要有0.6m的距离。由于传感器工作依赖电磁场,所以一定要避免将传感器安装在大的干扰电磁场附近。另外,还应仔细选择安装位置尽量避免振动。
(1)测量气体时的质量流量计安装位置
为不使传感器内部聚集液体,应避免安装在管道的低点。
(2)测量液体时的质量流量计安装位置
传感器的安装应能保证液体满管,以便能降低密度变化对测量精确度的影响。而当过程管道需清洁时,安装位置应能保证完全排空液体。为不使传感器内部聚集气体,应避免将传感器安装在管道系统的最高端。
三、安装方向
过程的要求和已布置好工艺管道的位置决定了大多数传感器的安装方向。虽然传感器的安装角度不影响流量计工作,但应尽可能考虑如下建议:
(a)当测量液体时,传感器外壳应朝下安装,以避免空气集聚在流量管内;
(b)当测量气体时,传感器外壳应朝上安装,以避免冷凝水集聚在流量管内;
(c)当测量液体浆料时,传感器应垂直安装,像一面旗,以避免颗粒聚积在流量管内。工艺介质应由下往上流动以避免喷流空管。
无论何种流向,流量传感器都能精确测量流量。一般传感器上均用箭头指明流体正常的流向。
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