科里奥利质量流量计(科氏力流量计)工作原理

科里奥利质量流量计是一种利用科里奥利效应来测量流体质量流量的仪表。科里奥利效应指的是,当流体通过横向受约束的管道时,由于流体的自身转动和流体分子间的碰撞,将会产生一个垂直于流体流向和磁场方向的横向温差。科里奥利效应是因为通过横向受约束的导线上的电流感应出的磁场与流体中的电子与离子的相互作用引起的。

1、科里奥利流量计工作原理

科里奥利流量计基于运动力学原理运作。当过程流体进入传感器时,流体将分离。在测量过程中,驱动线圈会激励管道以其固有共振频率相向振动。管道振动时,每个传感器上产生的电压会形成一个正弦波。这可表示一个管相对于另一个管的运动。两个正弦波之间的时间滞后称为 Delta-T,该数值与质量流量成正比。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/22210.html

科氏力质量流量计(又称科里奥利质量流量计)是一种测量精度较高的质量流量仪表。原理是依据牛顿第二定律当流体在振动管中流动时,将产生与质量流量成正比的科里奥利力。当没有流体流过时,振动管不产生扭曲,振动管两侧电磁信号检测器检测到的信号是同相位的;当有流体经过时,振动管在力矩作用下产生扭曲,两检测器间将存在相位差。变送器测量左右检测信号之间的滞后时间,这个时间差乘上流量标定系数就可确定质量流量。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/22210.html

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2、科里奥利流量计功能特点

科氏力质量流量计具有较高的测量精度,可以确保精度在0.1~0.2%,耐受低温介质,振动幅度比较小、无可活动部件、运行可靠稳定、操作方便简单、维修率低维护方便,可直接测量介质的质量流量和流体的实时密度,可以说也是一款极为方便的密度仪表。具有一体化温度、压力补偿,直接输出质量或标方,仪表内设自检程序,故障现象一目了然,具备多种输出,能够远传各种数据,可选用多种防腐及耐高低温材质,具有可选小信号切除、非线性修正、滤波时间可供用户选择。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/22210.html

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当工艺管道中流体介质中含有气体时,在含气量超过某一值时,会明显地影响科氏力质量流量计的测量值,导致测量结果不准确,因此,科氏力质量流量计不能用于气液二相流体的测量。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/22210.html

科氏力质量流量计对于现场安装要求也比较低,因为科氏力质量流量计对应的流速分布不怎么敏感,因此科氏力质量流量计对于安装时上下直管段要求并不高。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/22210.html

3、科里奥利流量计安装要求

①科里奥利质量流量计的安装位置必须远离能够引起管道振动的干扰源,如工艺管线上的泵之类的,若传感器在同一管线上串联使用,应防止由于共振所产生的相互影响,传感器的距离至少大于传感器外形尺寸宽度的三倍。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/22210.html

②安装位置需要注意工艺管线由于温度变化所引起的伸缩或形变,更不能安装在工艺管线的膨胀节附近,若安装在该位置附近,由于管道伸缩会造成横向应力,使得传感器零点发生改变是会影响测量精度。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/22210.html

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③安装位置还需原理工业电磁干扰源,像变压器、大功率的电动机等设备附近,否则传感器中的测量管会自振动受到干扰,速度传感器监测出来的微弱信号有可能会被淹没在电磁干扰的噪声中,且远离干扰源设备至少5m以上距离。

④传感器安装位置应使管道内流体始终保证充满传感器测量管,且有一定憋压,就要求安装位置应在管道的低端。

1.弯管结构

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2.弯管工作原理

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3.变送器怎样计算质量流量

流量标定常数 ( 在工厂或现场标定)

流量标定常数,4.5523g/s/us X (1-1)us

Kflow=每产生1 μs 相差所对应的流量(单位为克每秒

零流量偏移,调零(满管, 静止, 等温)

Kzero=传感器无流量时的相差

流量温度修正,5.13%/100C

FTC = 温度变化100C时由于流量管刚性变化而引起的流量百分比误差

质量流量计算(由变送器进行)

质量流量 = Kflow X (△t- Kzero )X(1-(FTC X Tdegc))

4.密度工作原理

在高准质量流量计中,质量和谐振频率之间的关系是密度测量的基础。去理解这个关系,就认为是弹簧和质量系统。

4.1.当质量增加时,系统的谐振频率就减少。

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4.2当质量减少时,系统的谐振频率就增加。

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5.温度传感器

在传感器流量管中的一根上有一个热电阻(RTD)

过程温度由金属管道传给RTD

RTD对电流的阻值会随温度的变化而变化,所以当给定的电压加在RTD上时,输出的电压可代表温度。

总之,科里奥利质量流量计利用科里奥利效应原理测量流体质量流量,具有质量流量测量精度高、测量范围宽、抗干扰能力强、响应速度快等优点,被广泛应用于化工、电力、石油、天然气等领域。

 

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大V快跑
  • 本文由 大V快跑 发表于 2024年6月22日07:22:47
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匿名

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