質(zhì)量流量計

質(zhì)量流量計是利用流體在直線運動的同時處于一旋轉(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)量流量儀表?；诳评飱W利原理的流量儀表的開發(fā)始于20世紀50年代初，但直到70年代中期，才推向市場。到80年代中后期各國儀表廠相繼開發(fā)，WD-AEL2系列質(zhì)量流量計是由我公司自主研發(fā)的產(chǎn)品，產(chǎn)品性達到國際先進水平，質(zhì)量流量計準確度高，可以同時測量流量、溫度、密度、進行雙組份介質(zhì)成份（濃度）推算測量精度不受介質(zhì)壓力、溫度，粘度影響，在貿(mào)易計量及定量控制具有重要意義，產(chǎn)品廣泛用于科研、石油、化工、冶金、制藥、電廠、給排水、造紙、食品、能源、油品倉儲、礦產(chǎn)開發(fā)、市政、紡織印染和環(huán)保等領域

質(zhì)量流量計原理及特性:

1、工作原理

如圖1所示，當質(zhì)量為m的質(zhì)點以速度υ在對p軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時，質(zhì)點受到兩個分量的加速度及其力。
a、法向加速度 即向心力加速度α_r，其量值等于ω²r，方向朝向P軸；
b、切向加速度α_t 即科里奧利加速度，其量值等于2ωυ，方向與α_r垂直。由于復合運動，在質(zhì)點的α_t方向上作用著科里奧利F_c=2ωυ_m，管道對質(zhì)點作用著一個反向力-F_c= -2ωυ_m。
當密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度υ流動時，任何一段長度Δx的管道都將受到一個ΔF_c的切向科里奧利力。

式中 A——管道的流通內(nèi)截面積。由于質(zhì)量流量計流量即為δ_m，δ_m=ρυA，所以   

    因此，直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管道中流動流體產(chǎn)生的科里奧利力就可以測的得質(zhì)量流量，這就是科里奧利質(zhì)量流量計的基本原理。
    然而通過旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生科里奧利力是困難的，目前產(chǎn)品均代之以管道振動產(chǎn)生的，即由兩斷端固定的薄壁測量管，在中點處以測量管諧振或接近諧振的頻率所激勵，在管內(nèi)流動的流體產(chǎn)生科里奧利力，使測量管中點前后兩半段產(chǎn)生方向相反的撓曲，用電磁學方法檢測撓曲量以求得質(zhì)量流量。
    又因流體密度會影響測量管的振動頻率，而密度與頻率有固定的關系，因此質(zhì)量流量計也可測量流體密度。

質(zhì)量流量計結(jié)構(gòu):

質(zhì)量流量計由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器（或流量計算機）

兩部分組成。圖2為流量傳感器一例，主要有由測量管及其

支撐固定、測量管振動激勵系統(tǒng)中的驅(qū)動線圈A、檢測測量

管撓曲的電磁檢測探頭B、修正測量管材料揚楊氏模量溫度

影響的測溫組件等組成。轉(zhuǎn)換器主要由振動激勵系統(tǒng)的振動

信號發(fā)生單元、信號檢測和信號處理單元等組成；流量計算

機則還有組態(tài)設定、工程單位換算、信號顯示和與上位機通

信等功能。

質(zhì)量流量計產(chǎn)品特點:

?  直接測量質(zhì)量流量，有很高的測量精確度。
?  可測量流體范圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。
?  測量管的振動幅小，可視作非活動件，測量管路內(nèi)無阻礙件和活動件。
?  對應對迎流流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。
?  測量值對流體粘度不敏感，流體密度變化對測量值得值的影響微小。
?  可做多參數(shù)測量，如同期測量密度，并由此派生出測量溶液中溶質(zhì)所含的濃度。

質(zhì)量流量計技術參數(shù)及內(nèi)容:

1、主要技術參數(shù)                                                               

質(zhì)量流量計選型表及型號說明:

a、流量計法蘭規(guī)格執(zhí)行GB/T系列標準中規(guī)定的相關技術參數(shù)，技術條件和類型。亦可按照客戶要求加工；

b、在流量計選型中，用戶應按照型號說明的格式，寫明所需流量計的各項要求；

c、用戶如需采用本型號說明以外的口徑、公稱壓力及輸出形式請加以說明；

d、在選擇高溫型流量計時，除按照型號說明格式填寫外，應特別注明被測介質(zhì)的最高工況溫度；

f、用戶需要特殊測量管材質(zhì)，應加以說明。

質(zhì)量流量計選型示例:

WD-AEL2-010FLCCIDSE含意為：管道法蘭式連接，測量介質(zhì)液體，公稱口徑10mm，介質(zhì)溫度為常溫，公稱壓力為1.6Mpa，4～20mA輸出，防爆標志為隔爆型,外殼材料是304不銹鋼，接液材質(zhì)316L。

質(zhì)量流量計液體流量測量范圍選擇:                                                           

質(zhì)量流量計流量計外形及安裝尺寸（其它規(guī)格尺寸來電索?。?/p>

1、法蘭管道式(單位mm)(圖3)

4、流量計連接形式

a、法蘭連接：國標GB/T系列，化工HG系列、機械JB/T系列，也可協(xié)商提供按照客戶要求的法蘭。公稱壓力0.6MPa～42MPa。

b、螺紋連接。

C、卡箍連接。

質(zhì)量流量計儀表輸出及連線:

1、儀表輸出形式

a、電流輸出：４～20mA；電源：13-36VDC；

b、脈沖輸出：0～10KHZ ;電源：13-36VDC；光耦輸出>3mA；

c、RS485 接口

d、HART；

2、儀表接線（圖4）

a、流量計信號輸出線電氣連接口規(guī)格為：M20 ×1.5；也可按用戶要求訂做。

b、４～20mA 電流輸出為三線制；                   

c、脈沖輸出為三線制。

圖4

3、供電方式

a、在線液晶顯示，帶輸出，外供電源24VDC。

質(zhì)量流量計的安裝（圖5）

a、流量傳感器安裝一般要求

   由于測量管形狀及結(jié)構(gòu)設計的差異，安裝要求亦千差萬別，因此必須按照我廠規(guī)定的安裝方法和趨避禁止事項，例如有些型號流量傳感器直接連接到管道上即可，有些型號卻要求設置支撐架或基礎。為隔離管道振動影響儀表，有時候傳感器與管道之間要介以柔性管連接，而柔性管與傳感器之間又要一段有支撐件分別固定的剛性直管。選購之前應向我司索取安裝使用說明書參照比較和選擇。
    安裝設計時盡可能使其有長的使用壽命，為除去過早磨損和產(chǎn)生測量誤差的固形物和夾雜氣體，按流體和管道條件在傳感器上游裝過濾器或氣體分離等保護裝置。，若希望能在現(xiàn)場在線校準儀表，應考慮引流連接口和閥，以及相應的空間。

b、流量傳感器安裝姿勢和位置

流量傳感器測量管內(nèi)殘留固形物、結(jié)垢、潴留氣體等均將影響測量精度。一般說裝于自下而上流動的垂直管道較為理想；但對于非直形測量管質(zhì)量流量計裝在垂直管道還是水平管上。取決于管道振動狀況和應用條件。安裝位置必須使測量管內(nèi)充滿液體，例如水平管道上流體流過質(zhì)量流量計后直接放如入容器而無背壓，測量管往往不能充滿，會使輸出信號激烈波動。

C、截止閥和控制閥的安裝

   為使調(diào)零時沒有流動，質(zhì)量流量計上下游設置截止閥，并保證無泄漏?？刂崎y應裝在質(zhì)量流量計下游，質(zhì)量流量計保持盡可能高的靜壓，以防止發(fā)生氣蝕和閃蒸（fIashing）。

d、脈動和振動

   為勿使流程中發(fā)生的和外部的機械振動影響質(zhì)量流量計，向我廠詢問所提供質(zhì)量流量計的共振頻率范圍，以判斷現(xiàn)場脈動或振動頻率是否接近質(zhì)量流量計的共振頻率。亦可向我廠提供現(xiàn)場振動狀況咨詢是否需要采取下列措施，如:1）設置脈動衰減器，2）設置振動衰減器或柔性連接管，3）特殊的流量傳感器的夾裝固定設備，等等。

e、防止質(zhì)量流量計間相互影響

   同一型號兩臺質(zhì)量流量計串聯(lián)安裝，或多臺質(zhì)量流量計接近地并行（或并聯(lián)）安裝，尤其裝在同一支撐臺架時，測量管振動會使各質(zhì)量流量計間相互影響，產(chǎn)生干擾而引起異常振動，嚴重時使儀表無法工作。安裝時應采取防范措施，如；向我廠提出錯開接近儀表的共振頻率值；拉開流量傳感器距離，不設置在同一臺架上，獨立設置支撐架；流量傳感器異方向安裝；流量傳感器間設置防振材料隔離等方法。

f、管道應力和扭曲

   質(zhì)量流量計法蘭與管道法蘭連接旋緊螺栓時要均勻，勿使質(zhì)量流量計產(chǎn)生應力（例如管道兩法蘭平面不平行所致）。若在布設管道時預接入與質(zhì)量流量計同樣長度的短管，可防止不良布管形成的應力。在使用過程中由于工藝流程壓力和溫度變化，質(zhì)量流量計會受到管線軸向力或彎曲/扭曲力。影響測量性能，要做好必要的固定支架。

g、強磨蝕性漿液的使用

   測量強磨蝕性漿液最好選用直管單管型并且要使測量管處于垂直位置，以免管壁磨損不勻，縮短使用壽命。然而管壁厚度變薄會降低測量管剛性而改變流量測量值，因此在這種場所的運行期間要定期檢測，確認使用周期。測量管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)結(jié)垢或漂移沉積也會影響測量精確度，因此要定期清洗。

h、零點漂移和調(diào)零

零點漂移來自流量傳感器部分，主要原因有；1）機械振動的非對稱性和衰減；2）流體的密度粘度變化，影響前者的因素有；a) 管端固定應力的影響； b)振動管剛度的變化；c)雙管諧振頻率不一致性；d)管壁材料的內(nèi)衰減。后者影響零位的原因是結(jié)構(gòu)不平衡，因此即使在空管時將雙管的諧振頻率調(diào)整一致，到充滿液體時可能產(chǎn)生零漂，同樣因粘度引起的振動衰減與頻率有關，在流動時亦可能產(chǎn)生零漂。

 最后調(diào)零必須在安裝現(xiàn)場進行，流量傳感器排盡氣體，充滿待測流體后在再關閉傳感器上下游閥門，在接近工作溫度的條件下調(diào)零。安裝方面變動或溫度大幅度變化時需要重新調(diào)整。

 流量計的安裝   圖5

1、 2、 3分別為前后閥和旁通閥，4為流量計