科氏力質(zhì)量流量計(jì)(即科里奧利質(zhì)量流量計(jì))在精細(xì)化工生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,作為精度最高的三類(lèi)流量計(jì)之一,其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)正逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。筆者在此簡(jiǎn)要介紹科氏力質(zhì)量流量計(jì)的技術(shù)原理與特點(diǎn),并結(jié)合工作中的實(shí)例,探討其在精細(xì)化工生產(chǎn)上的應(yīng)用。科氏力質(zhì)量流量計(jì)的基本原理為:一根兩端固定的薄壁測(cè)量管,在中點(diǎn)處以測(cè)量管諧振或接近諧振的頻率(或其高次諧波頻率)所激勵(lì),此時(shí),在管內(nèi)流動(dòng)的流體產(chǎn)生科里奧利力,使測(cè)量管中點(diǎn)前后產(chǎn)生方向相反的撓曲,撓曲的大小與流體的質(zhì)量流量成正比。因此,用光學(xué)或電磁學(xué)的方法檢測(cè)測(cè)量管的撓曲量,就可以求得管內(nèi)流體的質(zhì)量流量。
科氏力質(zhì)量流量計(jì)的主要特點(diǎn)為:
①直接測(cè)量質(zhì)量流量,有很高的測(cè)量準(zhǔn)確度;
②測(cè)量值不受流體特性(密度、粘度)等的影響;
③可測(cè)量各種非牛頓流體及含微粒的漿液;
④可做多參數(shù)測(cè)量,如溫度、密度等。
技術(shù)指標(biāo)參數(shù)表(表一)
指標(biāo)名稱(chēng) | 技術(shù)參數(shù) |
質(zhì)量流量測(cè)量準(zhǔn)確度 | ±[0.2% +(零點(diǎn)穩(wěn)定度/瞬時(shí)質(zhì)量流量×100%)] |
質(zhì)量流量測(cè)量重復(fù)性 | ±(1/2)×[0.2% +(零點(diǎn)穩(wěn)定度/瞬時(shí)質(zhì)量流量×100%)] |
密度測(cè)量范圍 | 0.2 g/cm3~3.5g/cm3 |
密度測(cè)量準(zhǔn)確度 | ±0.002g/cm3 |
溫度測(cè)量范圍 | -60℃~+200℃ |
溫度測(cè)量準(zhǔn)確度 | ±1℃ |
電流輸出 | 4mA~20mA |
頻率輸出 | 0Hz~10kHz |
批控繼電器觸點(diǎn)容量 | 24V/0.1A |
批控繼電器觸點(diǎn)形式 | 常開(kāi)(用戶訂貨時(shí)說(shuō)明,可改為常閉) |
基本參數(shù)
工作環(huán)境參數(shù)表(表二)
名 稱(chēng) | 參 數(shù) |
流體介質(zhì)溫度 | -40℃~+200℃ |
工作環(huán)境溫度 | 0℃~+40℃ |
工作環(huán)境濕度 | ≤90% RH,非冷凝 |
大氣壓力 | 86kPa~106kPa |
變送器供電要求 | 電源電壓: (24±10%)V |
整機(jī)功率 | < 15W |
規(guī)格型號(hào)及基本參數(shù)表(表三)
規(guī)格型號(hào) | 公 稱(chēng) 通 徑 (mm) | 流 量 范 圍 (t/h) | 計(jì) 量 范 圍 (t/h) | 工 作 壓 力 上 限 (MPa) | 零點(diǎn)穩(wěn)定度 (t/h) | 流速因子 (h m/t s) |
DN1 | 1 | 0~0.04 | 0.004~0.04 | 30.0 | 0.00001 | 353.68 |
DN2 | 2 | 0~0.16 | 0.016~0.16 | 30.0 | 0.00004 | 88.419 |
DN3 | 3 | 0~0.35 | 0.035~0.35 | 30.0 | 0.00008 | 39.298 |
DN6 | 6 | 0~0.7 | 0.07~0.7 | 30.0 | 0.00016 | 19.649 |
DN10 | 10 | 0~1.2 | 0.12~1.2 | 30.0 | 0.0002 | 4.9122 |
DN15 | 15 | 0~6.4 | 0.64~6.4 | 4.0 | 0.0011 | 2.1832 |
DN25 | 25 | 0~16 | 1.6~16 | 4.0 | 0.002 | 0.9022 |
DN40 | 40 | 0~40 | 4~40 | 4.0 | 0.003 | 0.3343 |
DN50 | 50 | 0~65 | 6.5~65 | 4.0 | 0.006 | 0.1965 |
DN80 | 80 | 0~160 | 16~160 | 2.5 | 0.01 | 0.0873 |
DN100 | 100 | 0~250 | 25~250 | 2.5 | 0.015 | 0.0544 |
DN150 | 150 | 0~550 | 55~550 | 2.5 | 0.03 | 0.0234 |
使用和維護(hù)
①流量計(jì)零點(diǎn)調(diào)整。待流量傳感器充滿被測(cè)流體后關(guān)閉傳感器下游閥門(mén),在接近工作溫度的條件下調(diào)整流量計(jì)的零點(diǎn)。調(diào)整零點(diǎn)時(shí)保證下游閥門(mén)徹底關(guān)閉,確認(rèn)不泄漏流體是非常重要的。如果調(diào)零時(shí)閥門(mén)存在泄漏,將會(huì)給整個(gè)測(cè)量帶來(lái)很大誤差。
②設(shè)置流量和密度校準(zhǔn)系數(shù)。正確設(shè)置流量和密度校準(zhǔn)系數(shù)流量計(jì)的工作十分重要。流量校準(zhǔn)系數(shù)代表傳感器的靈敏度及流量溫度系數(shù),靈敏度表示每微秒時(shí)差測(cè)量多大的流量。
(單位往往為克/秒);流量溫度系數(shù)表示傳感器彈性模量受溫度的影響程度。這些與流量計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度都有直接關(guān)系,密度校準(zhǔn)系數(shù)代表傳感器在0℃下管內(nèi)為空氣和管內(nèi)為水時(shí)的自振周期(單位往往為微秒)及密度溫度系數(shù),顯然這些與測(cè)量密度的準(zhǔn)確度直接相關(guān)。
③使用中維護(hù)流量計(jì)正常工作。及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和排除故障對(duì)流量計(jì)正常工作很重要,實(shí)際工作中常見(jiàn)的有以下幾種故障情況:
a.無(wú)輸出:指有流量通過(guò)傳感器而傳感器沒(méi)有信號(hào)輸出;
b.輸出不變化:雖然流量變化了,但輸出保持不變;
c.輸出不正常,輸出隨意變化,與流量的變化無(wú)關(guān),即輸出反常;
d.斷續(xù)地有輸出:斷續(xù)輸出,開(kāi)始和結(jié)束都無(wú)規(guī)律,但當(dāng)有輸出時(shí),輸出信號(hào)能正確反映流量大小。