质量流量计,是一种精确测量气体流量的仪表,其测量值不因温度或压力的波动而失准,不需要温度压力补偿,质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度,由于变送器是以单片机为核心的智能仪表,因此可根据上述三个基本量而导出十几种参数供用户使用。
质量流量计的安装注意事项
1、质量流量计是基于振动的原理工作的,而在其工作的过程中又运用了电磁技术进行振动的激励、扭角的检测以及检测信号的处理,因此质量流量计安装的位置不能有大的振动源,也不能安装在变压器、电动机等产生强磁场的设备附近,以防止外界干扰影响其正常工作。
2、质量流量计的安装无直管段要求,但传感器和管道连接时应避免应力存在,如果质量流量计安装过程中,传感器与管道中心线的同心度存在偏差,将导致振动管产生应力,该应力会形成压力、拉力、或剪切力影响管道的对准,引起检测探头的不对称性,导致零点变动,影响测量精度。若管道与传感器同心度偏差过大,则有可能无法调整零点。因此应采取加固措施稳定仪表附近的管道,在流量传感器安装时应尽量采取软连接的方式,法兰连接螺丝要均匀对称紧固,为减小残存应力的影响,流量传感器在安装好后还要进行零点校准,为方便质量流量计的安装及调零,质量流量计的前端和后端还要安装截止阀。
3、传感器和变送器的连接电缆应使用厂家的专用电缆;变送器接收的是低电平信号,所以电缆不应太长。变送器安装时确保用于将本质安全的传感器电缆与电源和输出电缆分开的隔板安装到位;要确保传感器接线盒和变送器外壳密封好,以免短路而导致测量误差或者流量计故障。
4、根据流体不同性质选择不同的传感器安装朝向,要始终保持传感器流量管里流体处于充满状态,气体进料测量的质量流量计U形管朝上,以免测量管内积聚冷凝液;液体进料测量质量流量计U形管朝下,以免测量管内积聚气体。
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。
质量流量计在工作的过程中,要做好检测跟维护。科氏质量流量计在使用的过程中,会出现零点漂移的情况,要学会分析零点漂移的原因,找到解决的方法。天辰博锐质量流量计发生了零点漂移,会导致测量的精准度不够准确。因此,我们时常要对质量流量计进行检测及维护。
1、零点检查(零校准)
零点漂移是科氏力式质量流量计在实际运行中经常遇到的问题:造成零点漂移的因素很多,如传感器的安装应力、测量管的结构不对称、被测流体物理特性参数的变化等。尤其是在小流量测量时,零点漂移对测量准确度的影响较为严重。所以定期进行零点检查和调整时非常必要的。
零点检查至少没三个月进行一次,在生产允许的情况下,对安装在重要监测点的科氏力式质量流量计,零点检查的时间间隔应适当缩短。零校准完成的是否完好是直接影响流量计是否在精度范围内运行的关键。
2、工作参数的检查
流量计在使用过程中,应经常注意所设置的工作参数是否发生了变化,所显示的流量、密度、温度值是否正常,如与实际有较大的出入,可按使用说明书中所叙述的方法重新进行零流量校准。若上述工作完成之后仍然感觉不正常,则应查看变送器内部设置的各工作参数是否正确。
3、定期观察流量计的故障指示
根据流量计的型号、规格、生产厂家的不同,故障显示方式和内容也各有所异。对不同的故障报警指示,可查看产品使用说明书以确定故障原因,进行处理。
4、定期全面检查维护
对于使用中的流量计,应定期地进行全面检查:从传感器的外观、安装牢固程度、工艺管线的振动、变送器和显示仪表的指示等方面着手逐项全面检查,发现问题应及时处理。
5、建立流量计的档案
为了确保流量计长期可靠的运行,用户应建立流量计的档案,把每次检查、维护和检定情况作详细记录并装入档案中,以利于今后更好的维护和使用。
6、用于易结垢流体测量的维护
流量计测量易结垢(如结水垢、结蜡)流体是,应经常检查器运行情况,当发现流量计工作不正常或偏差较大时,应首先考虑传感器内有可能结垢,应将传感器拆下,采用吹扫或清洗等适当方法进行处理。
7、定期标定
根据流量计应用场合的不同,并按标准体系要求进行定期标定。
质量流量计具有高精度,稳定性强的特点。要想保持质量流量计的这些特性,就要不定期对质量流量计就行检测跟维护。只有在质量流量计状态良好的情况下,才能得到精准的测量,完全发挥质量流量计的效果。
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