質(zhì)量流量計測量原理及其應(yīng)用

質(zhì)量流量計測量原理與應(yīng)用

質(zhì)量流量計測量原理與應(yīng)用

一、質(zhì)量流量計基本概念

二、質(zhì)量流量測量技術(shù)的發(fā)展

三、科里奧利質(zhì)量流量計典型結(jié)構(gòu)和工作原理

四、科里奧利質(zhì)量流量計的應(yīng)用

質(zhì)量流量計測量原理與應(yīng)用

——質(zhì)量流量計基本概念

(一)儀表定義

(二)儀表分類

(三)儀表的測量特性

(四)儀表測量的不確定度

質(zhì)量流量計基本概念——儀表定義

質(zhì)量流量計是對被測介質(zhì)的流量進行連續(xù)測量，測量結(jié)果是以公斤或噸等工程單位顯示出來的流量儀表。

質(zhì)量流量計基本概念——儀表分類

質(zhì)量流量計是一種推理式流量計，按測量方法可以分為二大類：一是質(zhì)量流量間接式測量，即同時測量流體的體積流量和密度值，由運算放大器計算得到流體質(zhì)量，或是同時測量流體的體積流量和溫度、壓力值，利用流體密度與溫度、壓力之間的關(guān)系，計算出流體質(zhì)量；二是質(zhì)量流量直接式測量方法，流體測量直接反映質(zhì)量流量值，與流體的溫度、壓力和密度等參數(shù)的變化無關(guān)。

質(zhì)量流量計基本概念——儀表分類

1、間接式質(zhì)量流量計（1）

壓力溫度補償式差壓流量計（2）

壓力溫度補償式體積流量計2、直接式質(zhì)量流量計（1）

熱式質(zhì)量流量計（TMF）a、

托馬斯流量計b、

邊界層流量計c、

旁路管流量計（2）

沖量式質(zhì)量流量計（沖板）（3）

差壓式質(zhì)量流量計（孔板+定流量泵）（4）

雙渦輪式質(zhì)量流量計

（5）科里奧利式

質(zhì)量流量計基本概念——儀表的測量特性儀表的測量特性(靜態(tài)特性和動態(tài)特性)靜態(tài)特性：是指被測量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸入與輸出的關(guān)系。對靜態(tài)特性的基本要求是：輸入為零輸出亦為零，輸出與輸入成惟一的對應(yīng)關(guān)系。表征靜態(tài)特性的參數(shù)有：靜態(tài)變換函數(shù)、靜態(tài)特性曲線、儀表系數(shù)、流出系數(shù)、流量范圍（量程）、線性度、靈敏度、遲滯、穩(wěn)定性、零漂、重復(fù)性、精確度和壓力損失等。

質(zhì)量流量計基本概念——儀表的測量特性動態(tài)特性

是指被測量對象的輸入值瞬態(tài)快速變化時，輸出值的時間響應(yīng)或頻率響應(yīng)特性。（1）

時間域被測對象輸入值為階躍信號時，輸出值的時間響應(yīng)特性。其品質(zhì)指標可用時間常數(shù)表示。時間常數(shù)是指輸出值達到63%穩(wěn)態(tài)值時的時間，用S表示。（2）

頻率域

被測對象輸入值按正弦波頻率變化時，輸出值的頻率響應(yīng)特性。流量計的輸出值與輸入值的比值隨頻率而變化的特性稱為頻率響應(yīng)特性。

質(zhì)量流量計基本概念—儀表測量的不確定度

1、測量誤差組成流量測量誤差出現(xiàn)的特點可分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和疏忽誤差。

2、測量的不確定度

（1）

標準不確定度的A類評定（2）

標準不確定度的B類評定（3）

合成標準不確定度（4）

擴展不確定度（5）測量不確定度計算與表示

3、流量測量的不確定度

首先求的各參數(shù)A類和B類不確定度，然后進行合成標準不確定度和擴展不確定度的計算。

質(zhì)量流量測量技術(shù)的發(fā)展

流量測量技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用和需求是相互依存的，應(yīng)用和需求是推動流量測量技術(shù)發(fā)展的動力。目前，質(zhì)量流量的各種測量方法，包括間接式和直接式測量方法，都有一定的應(yīng)用。質(zhì)量流量間接測量方法，因為引入了多個中間參數(shù)的測量，然后進行運算和修正，因而積累誤差較大，但因其具有傳統(tǒng)方式的繼承性，用戶又比較熟悉，在一些測量準確度要求不高的場合，應(yīng)用仍比較多。尤其是采用補償式方式測量氣體的質(zhì)量流量或氣體標況體積方面的應(yīng)用十分廣泛。質(zhì)量流量測量技術(shù)發(fā)展的重點是質(zhì)量流量直接式測量方法，以提高測量準確度，實現(xiàn)對各種介質(zhì)在復(fù)雜環(huán)境條件下的高準確度、高可靠的測量。在質(zhì)量流量直接式測量方法中，科里奧利質(zhì)量流量計已經(jīng)受到各方面用戶的青睞。這是因為它能夠高準確度的直接測量管道內(nèi)流體的質(zhì)量流量，而且穩(wěn)定度高，可靠性好，量程比大，又適合應(yīng)用于高粘度流體。科里奧利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理（一）概概述（二）CMF基本結(jié)構(gòu)構(gòu)（三）CMF測量原理理科里奧利利質(zhì)量流流量計是是利用流流體在直直線運動動的同時時處于一一旋轉(zhuǎn)系系中，產(chǎn)產(chǎn)生與質(zhì)質(zhì)量流量量成正比比的科里里奧利力力原理制制成的一一種直接接式質(zhì)量量流量儀儀表。從1950年開始，，科學(xué)家家和工程程師們花花費了許許多年試試驗、開開發(fā)質(zhì)量量流量儀儀表，借借此消除除容積測測量的誤誤差及昂昂貴不便便的稱重重法。在在1970年后James.E.Smith—美國高準準（MicroMotion）公司的創(chuàng)創(chuàng)始人成成功地開開發(fā)了第第一個可可應(yīng)用于于工業(yè)的的質(zhì)量流流量計，，科里奧奧利質(zhì)量量流量計計，它是是根據(jù)科科里奧利利[Coriolis]效應(yīng)原理理研制而而成的。。1984年James.E.Smith將所發(fā)明明的“U”型振動管管式的科科里奧利利質(zhì)量流流量計(CoriolisMassFlow—CMF)投入市場場。之后各國國儀表廠廠相繼開開發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)。我國國CMF的應(yīng)用起起步較晚晚，設(shè)計計生產(chǎn)CMF的廠家僅僅有太行行儀表廠廠等，還還有幾家家制造廠廠組建合合資企業(yè)業(yè)采用國國外技術(shù)術(shù)組裝生生產(chǎn)銷售售質(zhì)量流流量儀表表?？评飱W利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理--概述科里奧利利質(zhì)量流流量計一一般由流流量傳感感器和流流量變送送器組成成。1、流量量傳感器器流量傳感感器是一一種基于于科里奧奧利力效效應(yīng)的相相位敏感感型諧振振式傳感感器。該該傳感器由振動動管、信信號檢測測器、震震蕩驅(qū)動動器、支支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)和殼體體所組成成。科里奧利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理-CMF基本結(jié)構(gòu)構(gòu)圖3.2.1雙U型管質(zhì)量量流量傳傳感器結(jié)結(jié)構(gòu)示意意圖圖3.2.2雙直型管管質(zhì)量流流量傳感感器剖面面圖科里奧利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理-CMF基本結(jié)構(gòu)構(gòu)科里奧利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理-CMF基本結(jié)構(gòu)構(gòu)2、流量變送送器是以微處處理為核核心的電電子系統(tǒng)統(tǒng)。它用用來向傳傳感器提提供驅(qū)動動力，并并將傳感感器的信信號轉(zhuǎn)化化為質(zhì)量量流量信信號及其其他一些些有意義義的參數(shù)數(shù)信號，，同時具具有根據(jù)據(jù)溫度參參數(shù)對質(zhì)質(zhì)量流量量和密度度測量進進行補償償、修正正的功能能。流量量變送器器一般輸輸出標準準電流信信號或頻頻率信號號，并可可按一定定的通訊訊協(xié)議，，實現(xiàn)與與上位機機和DCS系統(tǒng)的交交聯(lián)與遠遠傳通訊訊。變送送器上的的顯示面面板可以以組態(tài)顯顯示所要要求的各各種參數(shù)數(shù)。有的流量量變送器器，沒有有顯示面面板和操操作鍵盤盤，只有有模擬量量或頻率率量輸出出。在實實際應(yīng)用用中需要要另外配配備二次次儀表和和手操器器實現(xiàn)參參數(shù)顯示示、流量量累積和和操作組組態(tài)。3、流量傳感感器的測測量管結(jié)結(jié)構(gòu)形式式科里奧利利質(zhì)量流流量傳感感器的測測量管有有各種不不同的結(jié)結(jié)構(gòu)形式式：（1）按照測測量管的的數(shù)量可可將其分分為單管管型、雙雙管型和和連續(xù)管管型三種種結(jié)構(gòu)。。（2）按照測測量管的的形狀可可分為直直管型和和彎管型型兩大類類。目前，科里奧利利質(zhì)量流流量傳感感器的檢檢測振動動管管形形已發(fā)展展到二十十多種。。無論振動動管形狀狀如何，，基本原原理是一一致的，，都是根根據(jù)Coriolis效應(yīng)原理理測量流流量質(zhì)量量的?？评飱W利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理-CMF基本結(jié)構(gòu)構(gòu)圖3.2.3典型的測測量管管管型圖科里奧利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理-CMF基本結(jié)構(gòu)構(gòu)CMF測量原理理1、基本理論論2、CMF測量原理理3、信號號處理系系統(tǒng)科里奧利利質(zhì)量流流量計典典型結(jié)構(gòu)構(gòu)和工作作原理-CMF測量原理理CMF測量原理理——基本本理論1、基本理論論Coriolis效應(yīng)是一一種自然然現(xiàn)象，，于1835年在巴黎黎可爾[Ecole]工業(yè)大學(xué)學(xué)的數(shù)學(xué)學(xué)教授Gaspard.GustavedeCoriolis定量的。。Coriolis效應(yīng)可解解釋在地地球表面面上自由由運動的的物質(zhì)為為什么會會看似彎彎曲運行行在一個個轉(zhuǎn)動參參照系中中當一個個物體相相對于該該系而平平移時，，除了向向心力外外還有另另一個附附加力作作用在該該物體上上，這個個力稱為為Coriolis力。例如如設(shè)參照照系是一一個以恒恒定角速速度繞軸軸O而轉(zhuǎn)動的的圓盤（（圖3.3.1），其其轉(zhuǎn)動方方向圖中中矢量所所示，當當一個物物體以速速度V’沿半徑運運動時，，就有一一個“慣慣性力””FK=2V’·ωm作用于該該物體上上，此力的方方向垂直直于V’，力FK就是Coriolis力，此力力即依賴賴于物體體相對于于轉(zhuǎn)動參照照系的速速度V’，也依賴于于參照系轉(zhuǎn)動的的角速度度ω。圖3.3.1傳動系Coriolis質(zhì)量流量量計就是是將永恒的旋旋轉(zhuǎn)運動動變成了了振動在在檢測器有有一個電電磁驅(qū)動動系統(tǒng)，，它驅(qū)動測測量管以以它固有有的頻率率振動，這這就形成成了一個個轉(zhuǎn)動參參照系，它它的振動動與調(diào)諧諧振音叉叉相類似。。當一個位位于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)體內(nèi)的的質(zhì)點作朝向向或遠離離旋轉(zhuǎn)中中心的運運動時，將將產(chǎn)生一一慣性力力，圖3.2.2表示這一一原理。。圖3.3.2旋轉(zhuǎn)管道道中的科科氏力CMF測量原理理——基本本理論當質(zhì)量為為m的質(zhì)點以以勻速V在一個圍圍繞固定定點O并以角速速度ω旋轉(zhuǎn)的管管道移動動時，將將沿著旋旋轉(zhuǎn)的法法線方向向存在一一個向心心力Fr=ω2r·△m；沿著切線線方向質(zhì)質(zhì)點對管管壁也產(chǎn)產(chǎn)生一個個反作用用力，F(xiàn)c=2ωV·△m，這個力就就是Coriolis力Fc=2ωV·△mFc=Coriolis力ω=旋轉(zhuǎn)體體的角角速度度V=質(zhì)點在在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)體中中的經(jīng)經(jīng)向速速度△m=質(zhì)點的的質(zhì)量量上式表表明,在旋旋轉(zhuǎn)角角速度度一定定的條條件下下,一一個質(zhì)質(zhì)點的的Coriolis力的大大小與與該質(zhì)質(zhì)量的的流速速成正正比。。因此此直接接或間間接測測量在在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)管道道中的的流體體所施施加的的科里里奧利利力就就可以以測得得質(zhì)量量流量量。這這就是是CMF的基本本原理理。CMF測量原原理——基基本理理論2、CMF測量原原理以Micromotion的U型振動動管為為例，，對Coriolis質(zhì)量流流量計計的測測量做做定量量分析析：Micromotion的U型振動動管，，通常常振幅幅小于于1mm，頻率大大約為為80Hz.圖3.3.3為振動動中的的測量量管,流體體被強制制接受受管子子的垂垂直動動量,在管管子向向上運運動的的振動半半周期期時,流入入儀表表的流流體向向下壓壓,抵抵抗管管子向上的的力.反之之,流流出儀儀表流流體存存在向向上的的力,抗圖3.3.3振動中中的測測量管管拒管子子對其其垂直直量的的減少少而把把管子子向上上推。。兩個個反作作用力力合成成引起起流量量測量量管扭扭曲；；這就就是Coriolis效應(yīng)。。在振振動的的另外外半周周期，，管子子向下下運動動而扭扭曲方方向就就相反反。圖圖3.3.4顯示一一個流流體，，經(jīng)過過一個個測量量管，，有一一個質(zhì)質(zhì)量m和速度度V，它以相相對O—O軸線的的角速速度ω旋轉(zhuǎn)。。因而而產(chǎn)生生Coriolis：CMF測量原原理——CMF測量原原理F=2mωV（1）式中F和ω是矢量量,m包含在在長度度L測量管管中的的質(zhì)量量(即即半管管中的的流體體質(zhì)量量)。。圖3.3.4測測量管管轉(zhuǎn)動動示意意圖流體的的入口口和出出口的的速度度矢量量在方方向上上是相相反的的，如如果從從尾端端觀看看這個個測量量管是是兩個個引線線（在在圖3.3.4中從從R—R軸線看看進去去），，由在在入口口與出出口管管線上上的流流體產(chǎn)產(chǎn)生的的力F1和F2在方向向上是是相反反的，，而大大小相相等。。由于管管子相相對O—O軸振動動，這這個力力產(chǎn)生生一個個相對對于R—R軸的振振動力力矩M（半徑是是r）。。CMF測量原原理——CMF測量原原理M=F1·r1+F2·r2（2））由于F1=F2r1=r2由式子子（1）和和（2）得得出：：M=2Fr=4ω··V··m··r(3)質(zhì)量m是由密密度ρ、管截面面積A和長度度L定義的的，速速度V是由單單位時時間的的單位位L定義的的。質(zhì)質(zhì)量流流量qm是由每每單位位時間間內(nèi)通通過的的一個個給出出點質(zhì)質(zhì)量決決定的的，那那就是是m=ρρ·A·L及V=L/t、、qm=m/t這樣通通過取取代qm=mv/L式中L是管長長,式(3)變變成:M=4ω··r··qm·L(4)力矩M產(chǎn)生一一個角角度偏偏轉(zhuǎn)即即扭轉(zhuǎn)角角θ,相對于于R—R軸線。。這扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角在在振動動管移移動的的中點最大大(圖圖3.3.5所示)圖3.3.5由測量量管尾尾端所所顯示示泊流流體力力CMF測量原原理——CMF測量原原理然而，，由M產(chǎn)生的的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)被測測量管管的伸伸展彈彈力K所抵制制，總總之，，對于于任何何的扭扭轉(zhuǎn)彈彈力，，扭矩矩T定義為為T=Kθ（5）由于T=M，現(xiàn)在通通過組組合（（4）與（（5）式，，質(zhì)量量流量量qm能與偏偏轉(zhuǎn)角角度θ聯(lián)系成成相關(guān)關(guān)式子子。Kθqm=（（6）4ω··r··L在管子子軸線線中心心的移移動速速度Vt（線速度度）乘乘以時時間間間隔△t，就與與用幾幾何圖圖形3.3.5表示的的θ有關(guān)系系。Vt·△tSinθ=（（7）2rCMF測量原原理——CMF測量原原理由于θ很小，，它幾幾乎等等于Sinθ,對于小小的旋旋轉(zhuǎn)角角Vt是ω和管長長L的乘積積，那那就是是θ=Sinθ、、Vt=ωL，這樣式式（7）變變成：：ω·L·△△tθ=（（8））2r綜合式式（6）和和（8）得得出：：K·ωω·L·△△tKqm==△△t（（9））8r2ω·L8r2CMF測量原原理——CMF測量原原理這樣質(zhì)質(zhì)量流流量計計qm只與時時間差差△t和幾何何常數(shù)數(shù)成比比例，，qm與ω無關(guān)，，所以以說與與測量量管的的振動動頻率率無關(guān)關(guān)。質(zhì)量流流量通通過用用電磁磁感應(yīng)應(yīng)器測測量偏偏轉(zhuǎn)角角θ獲得，，如圖圖3.3.6所示，，在橫橫穿于于測量量管的的中心心軸線線上的的感應(yīng)應(yīng)器，，按一一個時時間函函數(shù)測測量θ，當沒有有流量量時，，在測測量和和軸線線左右右之間間轉(zhuǎn)角角θ為零，，時間間差△t即是0。而隨著著流量量的增增加引引起θ增加，，時間間差△t也增加加。而而這個個時間間差△t可以通通過安安裝在在U形管端端部的的兩個個位移移檢測測器所所輸出出的電電壓的的相位位差測量量出來來，傳傳送到到儀表表的變變送器器進行行處理理轉(zhuǎn)換換。CMF測量原原理——CMF測量原理圖3.3.6測量管扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的完整周周期CMF測量原理——CMF測量原理CMF測量原理——信號處理系系統(tǒng)3、信號處理理系統(tǒng)在流量傳感感器工作過過程中，測測量管彈性性系統(tǒng)始終終處于諧振振狀態(tài)。沒沒有測量管管的振動，，就沒有科科氏力的發(fā)發(fā)生，質(zhì)量量流量傳感感器就停止止了工作。。CMF測量原理——信號處理系系統(tǒng)大多采用電電磁法檢測測相位差的的變化。其其原理如圖圖3.3.7所示，，兩個檢測測線圈分別別位于其中中一根測量量管兩側(cè)對對成位置上上，在另一一根測量管管響應(yīng)位置置上固定著著兩塊永久久磁鐵。根根據(jù)電磁感感應(yīng)原理，，測量管震震動過程中中在檢測線線圈回路里里形成相對對速度變化化的交變電電勢。當測測量管中無無流體流動動時，測量量管進出口口側(cè)通過振振動中心位位置的時間間相同，其其產(chǎn)生的交交變電勢相相位亦相同同；當測量量管中有流流體流動時時，測量管管進、出口口側(cè)通過振振動中心位位置的時間間不同步，，因而產(chǎn)生生的交變電電勢的相位位便有了一一個差值。。CMF測量原理——信號處理系系統(tǒng)除圖3.3.7所示的信號號處理電路路之外，目目前大多數(shù)數(shù)彎管型質(zhì)質(zhì)量流量計計也都采用用了以微處處理器為核核心的信號號處理電路路，其電路路框圖的一一般形式如如圖3.3.8所示．在圖3.3.8中，由左、、右側(cè)電磁磁式檢測器器L、R的測得二列列電壓正弦弦信號分別別經(jīng)本安電電路到隔離離放大器A1、A2進行放大。。CMF測量原理——信號處處理系統(tǒng)同時，由左左側(cè)信號檢檢測器L輸出的電壓壓正弦信號號經(jīng)隔離放放大器A2放大，再經(jīng)經(jīng)驅(qū)動放大大器放大后后，給驅(qū)動動線圈提供供激勵電流流，由電磁磁驅(qū)動器激激勵測量管管振蕩。而而該振動信信號又被信信號檢測器器所拾取，，從而有信信號檢測器器、放大器器和電磁驅(qū)驅(qū)動器構(gòu)成成一個正反反饋回路，，維持測量量管振動系系統(tǒng)的自激激振蕩。為為了保持測測量管的穩(wěn)穩(wěn)幅振動，，在驅(qū)動放放大器上接接有負反饋饋AGC自動增益控控制電路,在AGC自動增益控控制電路中中u2與基準電平平相比較，，輸出一幅幅值穩(wěn)定的的控制信號號到激勵線線圈，使電電磁驅(qū)動器器驅(qū)動測量量管以激勵勵頻率振動動。CMF測量原理——信號處理系系統(tǒng)左、右側(cè)電電磁式檢測測器L、R的檢測信號號，經(jīng)隔離離放大器A1、A2放大后，進進入信號處處理電路，，信號處理理電路在微微處理器的的配合下，，得到左右右檢測信號號的相位差差或時間差差△t，這個時間差差與質(zhì)量流流量成線性性關(guān)系。同時，信號號處理電路路根據(jù)其輸輸入信號u1和u2得測量管的的振動頻率率信號。測測量管的振振動頻率是是流體密度度的函數(shù)，，隨流體密密度增大而而減小。微微處理器根根據(jù)檢測信信號的時間間差△t和檢測信號號的頻率f，解算出流體體的質(zhì)量流流量和密度度。CMF測量原理——信號處理系系統(tǒng)此外，質(zhì)量量流量傳感感器中的溫溫度檢測元元件一般為為帖附在測測量管進口口端管壁上上的鉑電阻阻。鉑電阻阻由恒流源源供電，并并取會鉑電電阻的端電電壓，由電電壓變換電電路處理產(chǎn)產(chǎn)生電壓UR。微處理器根根據(jù)電壓UR解算出測量量管的溫度度值，并對對由測量管管管材的彈彈性模量隨隨溫度變化化所引起的的質(zhì)量流量量和密度測測量的溫度度結(jié)構(gòu)誤差差予以修正正。由微處理器器直接驅(qū)動動電流環(huán)和和頻率環(huán)部部件，分別別輸出0/4~20mA標準電流信信號和頻率率信號，標標準電流和和頻率信號號所代表的的被測量和和范圍均可可以組態(tài)。。CMF測量原理——信號處理系系統(tǒng)圖3.3.8信號處理系系統(tǒng)框圖科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計的應(yīng)用(一)科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計的應(yīng)用優(yōu)優(yōu)勢(二)科里奧奧利質(zhì)量流流量計選型型(三)科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計檢定(四)科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計安裝和調(diào)調(diào)試(五)結(jié)束語科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計的應(yīng)用優(yōu)優(yōu)勢(一)科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計的應(yīng)用優(yōu)優(yōu)勢1)高精度流量量測量：目目前世界各各處所應(yīng)用用的CMF其精度（或或稱不確定定度）都優(yōu)優(yōu)于±0.2%（O、r）、±0.015%（O、f、s），重復(fù)性優(yōu)于于±0.1%（O、r）、±0.01%（O、f、s）。2)同時測量多多種參數(shù)：：CMF不僅可以測測量出流體體的瞬時質(zhì)質(zhì)量流量和和累積的總總質(zhì)量，同同時還可以以指示出流流體的密度度、溫度,并由此派生生出測量溶溶液中溶質(zhì)質(zhì)所含的濃濃度?？评飱W利質(zhì)質(zhì)量流量計計的應(yīng)用優(yōu)優(yōu)勢3)應(yīng)用范圍廣廣泛：1、包括高粘度度的各種液液體、含有有固形物的的漿液、含含有微量氣氣體的液體體、有足夠夠密度的中中高壓氣體體。CMF還能測量出出雙組份流流中每種已已知組份各各自的質(zhì)量量流量，這這是其它流流量儀表難難以實現(xiàn)的的。例如油—水雙組份流流體，只要要知道水和和油的密度度—溫度函數(shù)關(guān)關(guān)系，就不不難從測出出的混合質(zhì)質(zhì)量流量混混合密度中中計算出各各自的質(zhì)量量流量來。?？评飱W利質(zhì)質(zhì)量流量計計的應(yīng)用優(yōu)優(yōu)勢4)CMF檢測器沒有有可動部件件和密封件件，從而結(jié)結(jié)構(gòu)簡單、、可靠性高高、維護簡簡便。5)由于流場分分布對CMF正常測量沒沒有影響，，所以對儀儀表上下游游沒有直管管段的長度度要求。6)可可以用于于雙向流的的測量，能能指出流向向和質(zhì)量流流量等物理理參數(shù)?？评飱W利質(zhì)質(zhì)量流量計計選型（二）科里里奧利質(zhì)量量流量計選選型流量儀表選選型，首先先要根據(jù)測測量目的以以及被測介介質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)、流體的的流量范圍圍、工藝條條件下的流流體參數(shù)、、安裝環(huán)境境條件等各各方面的因因素，選用用不同類型型的流量計計?？评飱W利質(zhì)質(zhì)量流量計計選型1、選型原則（1）根據(jù)被測流流體的類型型選擇流量量計的結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）安全性原則則（3）流量范圍（4）準確度（5）壓力損失（6）其他性能因因素（7）性能價格比比科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計選型2、選型方法科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計的選型方方法有手工工計算法和和軟件法兩兩種。具體體方法與步步驟：（1）填寫工藝操操作條件a、流體名稱及及性質(zhì)b、流體狀態(tài)（（液態(tài)、氣氣態(tài)、漿液液或其他形形式）c、工藝狀況下下的流量（（最大、常常用、最小小值）d、工藝狀況下下的壓力（（最高、常常用、最低低值）e、工藝狀況下下的溫度（（最高、常常用、最低低值）科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計選型f、工藝狀況下下的密度范范圍g、工藝狀況下下的粘度范范圍h、工藝管道管管徑i、允許測量誤誤差j、允許壓力損損失k、允許最大流流速科里奧利質(zhì)質(zhì)量流量計計選型（2）根據(jù)工藝條條件，對照照技術(shù)指標標，預(yù)選傳傳感器型號號（3）計算流量傳傳感器的壓壓力損失（4））計算算傳傳感感器器測測量量管管內(nèi)內(nèi)的的介介質(zhì)質(zhì)流流速速（5））計算算測測量量準準確確度度（6））變送送器器及及二二次次儀儀表表的的選選型型科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計選選型型變送送器器及及二二次次儀儀表表的的選選型型主主要要考考慮慮以以下下幾幾個個方方面面：：a、、安裝裝結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式b、、電源源供供給給方方式式c、、信號號輸輸出出方方式式d、、通訊訊方方式式及及接接口口選選擇擇e、根據(jù)據(jù)測測量量功功能能的的需需要要，，選選擇擇二二次次儀儀表表科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計檢檢定定1、、科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計檢檢定定規(guī)規(guī)程程JJG897—1995《《質(zhì)量量流流量量計計檢檢定定規(guī)規(guī)程程》》2、、科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計檢檢定定的的基基本本內(nèi)內(nèi)容容（1））外觀觀（2））耐壓壓強強度度（3））基本本誤誤差差（4））重重復(fù)復(fù)性性科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計檢檢定定3、檢檢定定方方法法和和設(shè)設(shè)備備要要求求質(zhì)量量流流量量計計的的檢檢定定，，一一般般是是通通過過流流量量標標準準裝裝置置來來進進行行的的，，流流量量標標準準裝裝置置可可分分為為靜靜態(tài)態(tài)法法和和動動態(tài)態(tài)法法兩兩類類。。對對于于液液體體流流量量測測量量的的質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計常常采采用用液液體體流流量量標標準準裝裝置置進進行行檢檢定定。。其其方方法法有有：：（1）靜靜態(tài)態(tài)稱稱量量（（質(zhì)質(zhì)量量））法法用““質(zhì)質(zhì)量量法法液液體體流流量量標標準準裝裝置置””，，在在測測量量時時間間間間隔隔內(nèi)內(nèi)，，經(jīng)經(jīng)換換向向器器進進入入稱稱量量容容器器的的液液體體質(zhì)質(zhì)量量。。科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計檢檢定定（2）靜靜態(tài)態(tài)容容積積加加密密度度計計法法用““容容積積法法液液體體流流量量標標準準裝裝置置””，，在在測測量量時時間間間間隔隔內(nèi)內(nèi)，，經(jīng)經(jīng)換換向向器器流流入入定定容容容容器器的的液液體體液液體體體體積積量量，，同同時時測測出出檢檢定定介介質(zhì)質(zhì)的的密密度度，，然然后后經(jīng)經(jīng)過過計計算算，，以以求求得得質(zhì)質(zhì)量量流流量量。。（3）標標準準體體積積管管加加密密度度計計法法用““體體積積管管法法液液體體流流量量標標準準裝裝置置””，，在在測測量量時時間間間間隔隔內(nèi)內(nèi)，，液液體體直直接接流流入入定定容容容容器器——標標準準體體積積管管，，同同時時測測出出檢檢定定介介質(zhì)質(zhì)的的密密度度，，然然后后經(jīng)經(jīng)過過計計算算，，以以求求得得質(zhì)質(zhì)量量流流量量的的方方法法。。科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計檢檢定定（4）標標準準表表法法即以以標標準準流流量量計計為為標標準準與與被被檢檢質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計進進行行直直接接比比較較。。無論論采采用用哪哪種種檢檢定定方方法法，，檢檢定定系系統(tǒng)統(tǒng)（（即即流流量量標標準準裝裝置置））的的準準確確度度應(yīng)應(yīng)優(yōu)優(yōu)于于被被檢檢質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計基基本本誤誤差差限限的的1/3以上上.科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計安安裝裝和和調(diào)調(diào)試試1、、儀表表安安裝裝（1））安安裝裝場場所所的的選選擇擇根據(jù)據(jù)科科里里奧奧利利質(zhì)質(zhì)量量流流量量計計的的測測量量原原理理，，選選擇擇安安裝裝場場所所時時，，應(yīng)應(yīng)著著重重考考慮慮以以下下幾幾點點：：a、、系統(tǒng)統(tǒng)壓壓力力問問題題當測測量量液液化化的的氣氣體體或或熱熱溶溶劑劑以以及及有有析析出出氣氣體體趨趨向向的的介介質(zhì)質(zhì)時時，，為為防防止止氣氣蝕蝕的的產(chǎn)產(chǎn)生生，，必必須須保保證證安安裝裝在在管管線線中中的的傳傳感感器器有有足足夠夠的的被被壓壓。。一一定定的的被被壓壓要要求求還還可可以以使使介介質(zhì)質(zhì)始始終終充充滿滿傳傳感感器器測測量量管管，，避避免免出出現(xiàn)現(xiàn)半半管管而而導(dǎo)導(dǎo)致致測測量量不不準準。。被壓是指傳感感器下游端口口出流體的壓壓力，一般常常在距離傳感感器下游端口口3L（L為傳感器長度度）之內(nèi)的管管道處測量。。科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試最小被壓指標標為P≧A△P+BP0△P——流量計壓損P0——最高工作溫度度下介質(zhì)的飽飽和蒸汽壓A、B為系數(shù)——是是流量傳感器器的結(jié)構(gòu)以及及介質(zhì)的性質(zhì)質(zhì)而定，一般般由實驗得出出。*要保證背壓，，一是將傳感感器裝在靠近近泵出口側(cè)，，或裝在上升升管道的較低低部位來測液液體，而且流流量計下游上上升管道的高高度應(yīng)不低于于2m（視介質(zhì)的密度度而定），二二是上升管道道的下游側(cè)不不得有同樣長長或稍短的下下降管道，以以保證流體上上升時產(chǎn)生的的靜壓不被回回降時抵消。。科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試*在測量易揮發(fā)發(fā)的液體時，，如液化氣、、溶劑等，CMF必須安裝在壓壓力大于該液體飽和蒸蒸汽壓處，表表前最好不加帶節(jié)流性質(zhì)質(zhì)的元件。如如果必須加應(yīng)遠離CMF。*由于液體達到到其飽和蒸汽汽狀態(tài)還受溫度變化的影影響，因此CMF應(yīng)安裝在遠離高溫源源的地方。另另外要避免陽光直接照射射。圖4.4.1靜靜壓被抵消消的情況科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試*在測量易揮發(fā)發(fā)液體的整個個系統(tǒng)中，如如果工藝條件件允許的話，，應(yīng)盡量減少少阻力件（如如彎頭、縮管管、閥等），，避免壓力損損失過大，保保證系統(tǒng)壓力力。同時管道道采取保溫遮遮光的辦法，，避免溫度變變化所產(chǎn)生影影響?？傊乐瓜迪到y(tǒng)壓力低于于流體的飽和和蒸汽壓，即即液體蒸發(fā)汽汽化壓力，該該汽化壓力使使液體開始沸沸騰，而產(chǎn)生生氣化現(xiàn)象，，使CMF不能正常工作作。b、避免電磁干擾擾和射頻干擾擾若裝在大電機機、射頻發(fā)送送器、變壓器器、大功率電電開關(guān)等附近近，傳感器中中測量管的自自激諧振動會會受到干擾，，而且檢測器器檢測出來的的微弱信號也也可能被淹沒沒在干擾信號號中。另外，連接儀儀表各部分的的電纜的走線線也不要覆蓋蓋在這些可能能產(chǎn)生干擾的的設(shè)備上面，，或是靠近。。也不要靠近近高壓供電電電纜。科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試c、避免振動的影影響科里奧利質(zhì)量量流量計的測測量原理和結(jié)結(jié)構(gòu)都決定了了外界振動對對它會造成影影響。*若需要在管線線振動大的地地點安裝小口口徑流量計，，可在流量計計的進出端用用軟管連接，，并將流量計計本身固定在在堅實穩(wěn)定的的基礎(chǔ)或減振振板上。*若需要在這種種管線上安裝裝大口徑流量量計，有時要要用膨脹節(jié)來來消振，但必必須在膨脹節(jié)節(jié)與傳感器之之間加裝帶有有堅固支撐的的短接，否則則，由于管道道的伸縮造成成附加應(yīng)力，，致使流量計計測量不準。。*若傳感器需要要在同一管線線串聯(lián)安裝，，應(yīng)特別注意意防止由于共共振產(chǎn)生的相相互影響。它它們之間的距距離至少應(yīng)大大于傳感器長長度的3倍?；蛟趦膳_臺傳感器之間間加裝軟連接接。*在相鄰兩條管管線上并聯(lián)安安裝兩臺傳感感器時，也要要注意保持兩兩者之間的距距離，防止產(chǎn)產(chǎn)生相互影響響。科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試d、危險場所的安安裝*易燃易爆場所所——采用防防爆類型儀表表*腐蝕環(huán)境———所有部件和和電纜必須是是抗腐蝕的*低溫、高溫環(huán)環(huán)境——儀表表的工作范圍圍要符合要求求e、露天安裝要防止雨水從從傳感器、變變送器的接線線孔滲入。f、信號傳輸電纜纜長度的限制制一般情況下，，變送器及二二次儀表都安安裝在安全區(qū)區(qū)，也有一些些直接在室內(nèi)內(nèi)。由于信號號傳輸?shù)囊笄螅瑑x表都強強調(diào)要采用專專用電纜,而而且專用電纜纜最長限制在在150~1000m之間?？评飱W利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試g、流場分布從優(yōu)優(yōu)原則雖然CMF沒有安裝直管管段的要求，，但是如果有有條件還是在在其前保持一一定的直管段段為好。尤其其在流速較高高的情況下，，表前的突然然節(jié)流可能會會造成空化和和液體的噴泄泄。不僅會影影響CMF的正常工作，，而且還可能能導(dǎo)致儀表的的損壞。h、其他注意事項項*測量液體介質(zhì)質(zhì)，特別是易易汽化的液體體或含有少量量氣體的液體體介質(zhì)時，應(yīng)把傳感感器安裝在管管道的較低處處，而不是安安在最高處，，以防止夾雜雜氣體在測量量管中聚集而而導(dǎo)致測量誤誤差。*測量氣體介質(zhì)質(zhì)，特別是非非干燥氣體或或在高壓下易易液化的氣體體介質(zhì)時，應(yīng)把傳感感器安裝在管管道的較高處處，而不是安安在最低處，，以防止液體體在測量管中中聚集而影響響測量準確度度。科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試（2）傳感器安裝方方式的選擇傳感器的安裝裝一般分為垂垂直安裝和水水平安裝兩種種方式。傳感感器安裝方式式應(yīng)依據(jù)被測測流體的類型型和傳感器自自身結(jié)構(gòu)加以以選擇。a、垂直安裝*直管型傳感器器——無論測測量什么介質(zhì)質(zhì)都適合。*彎管型傳感器器——“U”型和S型可以；在測量非干燥燥氣體、含有有少量氣體的的液體以及含含有固體體顆粒粒的漿液時，，“Ω”和三角型不適適合。*在垂直管道安安裝時，要保保證測量管充充滿介質(zhì)?？评飱W利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試要選擇在上升升垂直管道的的最下段部位位安裝CMF。如圖4.4.2所示：科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試因條件所限，，CMF只能安裝在下下流向管道時時，在CMF下游必須安裝裝孔板，以保保證測量總是是滿管狀態(tài)。。否則，會因因不能完全充充滿而產(chǎn)生氣氣體，影響測測量精度，甚甚至造成CMF不能起動運行行。同時在孔板后后面要安裝截截止閥，以保保證進行零點點調(diào)整。如圖圖4.4.3所示：科里奧利質(zhì)量量流量計安裝裝和調(diào)試b、水平安裝*直管型傳感器器和彎管型傳傳感器都適合合。*在平行管道安安裝時，CMF要低位安裝（（如圖4.4.4），因為在管管路高空處，，容易聚集空空氣。因條件所限，，CMF只能安裝高位平行行管段時，在CMF