質(zhì)量流量計
如圖1所示，當(dāng)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αr，其量值等于ω2r，方向朝向P軸；
b、切向加速度αt 即科里奧利加速度，其量值等于2ωυ，方向與αr垂直。由于復(fù)合運動，在質(zhì)點的αt方向上作用著科里奧利Fc=2ωυm，管道對質(zhì)點作用著一個反向力-Fc= -2ωυm。
當(dāng)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ΔFc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δm，δm=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(xué)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(guān)系，因此質(zhì)量流量計也可測量流體密度。
科里奧利質(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(shè)定、工程單位換算、信號顯示和與上位機通
信等功能。
3、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(yīng)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。
二、技術(shù)參數(shù)及內(nèi)容
1、主要技術(shù)參數(shù)
| 被測介質(zhì) | 液體，氣體 |
| 測量直徑 | 1mm~500mm |
| 測量項目 | 質(zhì)量流量、密度、溫度、體積流量、%濃度 |
| 密度測量范圍 | 0.2g/cm3~2.5g/cm3 |
| 介質(zhì)溫度 | -200℃～+250℃ |
| 流量測量誤差 | 液體0.2%R+Cz，0.15%R+Cz，氣體0.5%R+Cz，1.0%R+Cz， |
| 密度測量誤差 | 0.002g/cm3 |
| 溫度測量誤差 | ≤1℃ |
| 信號形式 | 電流4～20mA，脈沖O~2KHZ, RS485，Hart |
| 供電電源 | 外供24VDC |
| 測量管材料 | 304， 316，亦可按用戶要求協(xié)商提供 |
| 防爆等級 | ExibIICT4，ExdIICT4 |
| 外殼防護等級 | IP67 |
| 法蘭標(biāo)準(zhǔn) | 國標(biāo)GB/T系列標(biāo)準(zhǔn)，也可以根據(jù)用戶要求特殊加工。 |
三、選型表及型號說明
| HY | ||||||||||||||||||||||||||||
| 質(zhì)量流量計 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 代號 | 公稱通徑(DN) | |||||||||||||||||||||||||||
| 001 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||
| 010 | 10 | |||||||||||||||||||||||||||
| …… | ||||||||||||||||||||||||||||
| 500 | 500 | |||||||||||||||||||||||||||
| 代號 | 連接方式 | |||||||||||||||||||||||||||
| F | 法蘭管道式 | L | 螺紋式 | E | 卡箍式 | |||||||||||||||||||||||
| 代號 | 介質(zhì)類型 | |||||||||||||||||||||||||||
| L | 液體 | G | 氣體 | S | 蒸汽 | |||||||||||||||||||||||
| 代號 | 壓力等級(Mpa) | |||||||||||||||||||||||||||
| A |
0.6 E 2.5 I 10 M 20 |
E |
2.5 |
I |
10 |
M |
20 |
|||||||||||||||||||||
| B | 1.0 | F | 4.0 | J | 11 | N | 25 | |||||||||||||||||||||
| C |
1.6 G 5.0 K 15 O 26 |
G |
5.0 |
K |
15 |
O |
26 |
|||||||||||||||||||||
| D | 2.0 | H | 6.3 | L | 16 | P | 42 | |||||||||||||||||||||
| 代號 | 介質(zhì)溫度(℃) | |||||||||||||||||||||||||||
| C | -40~80（常溫） | |||||||||||||||||||||||||||
| Z | -40~180（中溫） | |||||||||||||||||||||||||||
| G | -40~250（高溫） | |||||||||||||||||||||||||||
| D | -200~80（低溫） | |||||||||||||||||||||||||||
| 代號 | 輸出形式 | |||||||||||||||||||||||||||
| I | 4~20mA/脈沖輸出 | H | HART協(xié)議 | |||||||||||||||||||||||||
|
R |
RS-485通訊輸出 |
KK | 開關(guān)量輸出 | |||||||||||||||||||||||||
| 代號 | 防爆標(biāo)識 | |||||||||||||||||||||||||||
| A | 本安型 | D | 隔爆型 | |||||||||||||||||||||||||
| 代號 | 外殼材質(zhì) | |||||||||||||||||||||||||||
| S |
304 E 316 |
E | 316L | |||||||||||||||||||||||||
| 代號 | 測量管材質(zhì) | |||||||||||||||||||||||||||
| H | 哈氏合金 | |||||||||||||||||||||||||||
| T | 鈦 | |||||||||||||||||||||||||||
| E | 316 | |||||||||||||||||||||||||||
| S | 304 | |||||||||||||||||||||||||||
a、流量計法蘭規(guī)格執(zhí)行GB/T系列標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，技術(shù)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(yīng)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(yīng)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(yīng)加以說明。
2、選型示例
LE2-010FLCCIDSE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(biāo)志為隔爆型,外殼材料是304不銹鋼，接液材質(zhì)316L。
四、液體流量測量范圍選擇
| 公稱通徑DN(mm) | 最大流量值(t/h) | 工作壓力上限(Mpa) | 零點穩(wěn)定kg/h |
| 1 | 0.05 | 4 | 0.01 |
| 3 | 0.2 | 4 | 0.04 |
| 6 | 0.5 | 4 | 0.1 |
| 8 | 1 | 4 | 0.15 |
| 10 | 1.5 | 4 | 0.2 |
| 15 | 3 | 4 | 0.4 |
| 25 | 6 | 4 | 0.6 |
| 40 | 16 | 4 | 1 |
| 50 | 30 | 4 | 3 |
| 80 | 60 | 4 | 8.5 |
| 100 | 100 | 4 | 14 |
| 150 | 200 | 4 | 30 |
| 200 | 400 | 4 | 60 |
五、流量計外形及安裝尺寸（其它規(guī)格尺寸來電索取）
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(biāo)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。
六、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。
3、供電方式
a、在線液晶顯示，帶輸出，外供電源24VDC。
七、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(shè)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(shè)置支撐架或基礎(chǔ)。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(yīng)向我司索取安裝使用說明書參照比較和選擇。
安裝設(shè)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(zhǔn)儀表，應(yīng)考慮引流連接口和閥，以及相應(yīng)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(yīng)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(shè)置截止閥，并保證無泄漏?？刂崎y應(yīng)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(shè)置脈動衰減器，2）設(shè)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(shè)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(yán)重時使儀表無法工作。安裝時應(yīng)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(shè)置在同一臺架上，獨立設(shè)置支撐架；流量傳感器異方向安裝；流量傳感器間設(shè)置防振材料隔離等方法。
f、管道應(yīng)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(yīng)力（例如管道兩法蘭平面不平行所致）。若在布設(shè)管道時預(yù)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(yīng)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(rèn)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(yīng)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(guān)，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(guān)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。
1、 2、 3分別為前后閥和旁通閥，4為流量計
八、危險場所的安裝
危險場所必須使用防爆型流量計，LE2型科里奧利質(zhì)量流量計經(jīng)國家防爆電氣防爆檢驗，符合GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第1部分：通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第2部分：隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第4部分：本質(zhì)安全型“i”》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，產(chǎn)品防爆標(biāo)志為ExibIICT4，ExdIICT4。
九、流量計可正常工作的環(huán)境條件
a、大氣壓：86～l06kPa；
b、周圍環(huán)境溫度：-20℃～+60℃；
c、周圍環(huán)境相對濕度：≤95% RH；
d、隔爆型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1～T4組爆炸性氣體混合物的1區(qū)、2區(qū)的危險場所；
e、本安型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1～T4組爆炸性氣體混合物的0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)的危險場所。
十、流量計的檢定
科里奧利質(zhì)量流量計的檢定選用質(zhì)量法流量標(biāo)定裝置。依據(jù)JJG1038-2008科里奧利質(zhì)量流量計檢定規(guī)程進行。