Emerson質(zhì)量流量計(jì)PUK700核心處理器選型

流量儀表系列：流量儀表選型—— 質(zhì)量流量計(jì)

  我們前面介紹的差壓式流量計(jì)、浮子式流量計(jì),、容積式流量計(jì),、渦輪式流量計(jì)、渦街式流量計(jì)及電磁流量計(jì)等,，它們所測的均是體積流量Q,，即在單位時間里流體通過管道的流體的體積（Q的單位：m3/s）；在生產(chǎn)過程控制,、質(zhì)量管理,、經(jīng)濟(jì)核算和貿(mào)易交接等活動中所涉及的流量一般多為質(zhì)量。若是要獲得質(zhì)量流量M,，只能在測量流體的溫度,、壓力、密度和體積等參數(shù)后,，通過修正,、換算和補(bǔ)償?shù)确椒ㄩg接地得到流體的質(zhì)量，在實(shí)際工況中這種測量方法,，中間環(huán)節(jié)多,，變化因素多，質(zhì)量流量測量的準(zhǔn)確度難以得到保證,。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，質(zhì)量流量計(jì)的出現(xiàn)彌補(bǔ)以上的缺陷,，它可測定單位時間內(nèi)流過的介質(zhì)的質(zhì)量，即質(zhì)量流量M（kg/h）,，它與被測介質(zhì)的工作溫度,、壓力、粘度,、密度及流動的雷若數(shù)等參數(shù)無關(guān),，它省去了繁瑣的換算和修正，從根本上提高了流量的測量精度,。因此,，在實(shí)際應(yīng)用中對流體檢測要求準(zhǔn)確的場合，我們往往會考慮采用質(zhì)量流量計(jì),。

  一,、質(zhì)量流量計(jì)的分類質(zhì)量流量計(jì)可分為間接式和直接式兩類：1、間接式質(zhì)量流量計(jì),。它是通過測量體積流量和流體的密度等參數(shù)經(jīng)計(jì)算（通常稱補(bǔ)償）得出的質(zhì)量流量,，主要的補(bǔ)償方法：1）壓差-密度計(jì)補(bǔ)償法；2）流速-密度補(bǔ)償法,；3）壓差-流速補(bǔ)償法,。他們共同特點(diǎn)是有兩個檢測元件，兩臺變送裝置,。2,、直接式質(zhì)量流量計(jì)。它是通過直接測量流束動量而得到質(zhì)量流量,，直接式質(zhì)量流量計(jì)按測量原理主要有科里奧利質(zhì)量流量計(jì)（CMF）和熱式質(zhì)量流量計(jì)（TMF）,，目前應(yīng)用較廣泛的質(zhì)量流量計(jì)是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，這里主要介紹其原理,、結(jié)構(gòu),、設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)等。
  二,、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)測量原理間接式質(zhì)量流量計(jì)體積流量的測量原理在前述的文章已做過介紹,，其補(bǔ)償?shù)姆椒ㄕ埓蠹覅㈤喯嚓P(guān)資料；熱式質(zhì)量流量計(jì)由于應(yīng)用較少,，其測量原理也請參見相關(guān)資料,，均不再贅述。本文主要介紹應(yīng)用較為廣泛的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測量原理,。在一個旋轉(zhuǎn)系內(nèi)作朝向或遠(yuǎn)離中心運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)（見圖）將產(chǎn)生一個慣性力,，質(zhì)點(diǎn)感受兩個分量的加速度及其力：圖：科里奧利力1、法向加速度ar（向心加速度）,，其量值等于ω2r,，方向朝向P軸,；2、切向加速度at（科里奧利加速度）,，其量值等于2ωv,，方向與ar垂直。在at方向上質(zhì)點(diǎn)作用著科里奧利力FC=2ωvm,，管道對質(zhì)點(diǎn)則作用著一個反向力FC=-2ωvm,。當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度v流動時，任何一段長度為Δx的管道都將受到一個,，大小為ΔFC的切向科里奧利力：，A為管道內(nèi)橫截面面積,。設(shè)質(zhì)量流量為δm,，則：故：所以只要能直接或間接地測量在旋轉(zhuǎn)管道中流動的流體的科里奧利力，就可測得質(zhì)量流量,，這就是CMF的工作原理,。

  三、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)分類與結(jié)構(gòu)1,、分類科里奧利質(zhì)量流量計(jì)以形成系列產(chǎn)品,，它們有幾種分類方法，下面介紹兩種常用的分類方法,。（1）按測量管形狀分類彎曲形,。彎曲形狀有多種多樣：Ω字形，S字形,，J字形,，圓環(huán)形，長圓環(huán)形等,，彎曲剛度較直管小,，因而可采用較厚的管壁，儀表性能受腐蝕影響小,。直形,。直形不易積存氣泡及漿液等固體顆粒，傳感器尺寸較彎曲形小,，重量輕,，但管壁相對較薄，性能受腐蝕影響大,。（2）按測量管段數(shù)分類單管型,。初期開發(fā)的產(chǎn)品為單管型，因受外界振動干擾的影響,，后期開發(fā)的多位雙管型,。雙管型,。對外界振動干擾影響較不敏感，易實(shí)現(xiàn)相位差測量,。2,、結(jié)構(gòu)。CMF由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,，測量管固定在兩端支架,，中間有一電磁激勵系統(tǒng)，它使測量管發(fā)生一定的頻率的振動,，檢測探頭安裝于測量管的兩端,。檢測信號送至轉(zhuǎn)換器后變成與質(zhì)量流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號。

四,、主要特點(diǎn)

  1,、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)直接測量質(zhì)量流量，有很高的測量精確度,，測量值不受流體物性影響,，如流體的密度、粘度等變化對測量值影響甚微,；

  2,、可測量流體范圍廣泛，可測量各種流體,，包括其他流量計(jì)無法測量的如含有微量氣體的液體,，可用于密度較高的中高壓氣體，但不能用于低密度氣體和低壓氣體的測量,；

  3,、測量管的振幅微小，可視作無活動件,，*件,，可測量各種非牛頓流體以及粘滯的含有顆粒的漿料；

  4,、測量值不受管道內(nèi)流體狀態(tài)的影響,，因而無上下游直管段要求；

  5,、可做多參數(shù)測量,，如同期測量介質(zhì)的密度、溫度,。由于變送器是以芯片為核心的智能儀表,，因此可根據(jù)上述三個基本量而導(dǎo)出十幾種參數(shù)供用戶選擇使用，如由此可測量溶液中溶質(zhì)所含的濃度；

  6,、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)因零點(diǎn)不穩(wěn)定而形成零點(diǎn)漂移,，影響其精確度的進(jìn)一步提高；

  7,、測量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會影響測量精確度,，尤其對薄壁管測量管的科里奧利質(zhì)量流量計(jì)更為顯著。

  8,、價格昂貴,，國外價格5000 ～10000美元一套，有的價格可能更高,，是同口徑其他流量計(jì)的許多倍,，拿同等口徑的電磁流量計(jì)比較，在2～ 8倍之間,。

五,、設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)

  1、零點(diǎn)漂移是人們對科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的一個關(guān)注點(diǎn),，工程設(shè)計(jì)時正確的儀表選型與安裝，這決定所選儀表能否滿足工藝要求,，也可大限度的降低零點(diǎn)漂移,，設(shè)計(jì)選型時應(yīng)認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說明書，選擇適合工藝條件的流量計(jì)和設(shè)計(jì)正確的安裝方法,；

  2,、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)不能用于測量低密度氣體介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制時會影響測量值,，設(shè)計(jì)時應(yīng)加以關(guān)注

  3,、科里奧利質(zhì)量流量計(jì)對外界振動干擾較為敏感，設(shè)計(jì)時要與工藝專業(yè)密切配合,，盡量把質(zhì)量流量計(jì)安裝在無振動的環(huán)境,，若有不可避免的震動，對引起震動的管道,、基礎(chǔ)等采取防震動措施,，并對科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的流量傳感器安裝作防震固定。

  4,、為保證測量精確度,，流量傳感器內(nèi)不存積氣體或液體殘值，對于彎管型流量計(jì),，測量液體,，彎管應(yīng)朝下，測量氣體時，彎管應(yīng)朝上,。測量漿液或排放液時,，應(yīng)將傳感器安裝在垂直管道，流向由下而上,。對于直管型流量計(jì),，水平安裝時應(yīng)避免安裝在高點(diǎn)上，以免氣團(tuán)存積,。連接傳感器和工藝管道時,，一定要做到無應(yīng)力安裝，特別對某些直管型測量管的流量傳感器更應(yīng)關(guān)注,；

  5,、由于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)價格昂貴，設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的概預(yù)算及使用場合的必要性進(jìn)行選型,，如果不是用在嚴(yán)格的配料控制或貿(mào)易結(jié)算等場合,，可考慮選擇間接式質(zhì)量流量計(jì)或其他類型的儀表。

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