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科氏力質量流量計分析產生零位漂移的真正原因實行改良

來源:上海丝瓜色版app儀表有限公司作者:發表時間:2018-04-12 10:20:52

 一、 科氏力質量流量計的工作原理

 
科氏力質量流量計是運用流體質量流量對振動管振蕩的調製作用即科裏奧利力現象為原理,以質量流量測量為目的的質量流量計。一般由傳感器和變送器組成。
流量計的組成圖
 
 
  如圖一所示。當質量為δm的流體質點,以速度V沿管道AB運動,同時,管道AB又以A點為圓心以角速度Ω轉動,當該質點做上述複合運動時,在任意一點M處,質點具有兩個加速度分量:向心加速度ar, 方向指向A點;科氏加速度ak,方向向上,量值為2ΩV。為使流體質點具有科氏加速度,需要在ak 方向施加一個大小等於2ΩVδm的力,這個力來自管道,而流體質點反作用於管道上的力就是科氏力Fc,方向如圖所示。
Fc=2ΩVδm                   (1)
如圖二所示,若流體密度為ρ,以速度V沿管道AB流動,設管道橫截麵積為S,則任一段長度為△X管道上的科氏力△Fc為:
Fc= -△mak                   (2)
式中△m為長度△X管道中的流體質量。△m=ρS△X
△Fc=-2ρS△X(Ω×V)              (3)
由於上述管道中的流體,其Ω與V的夾角為90oC,質量流量qm=ρSV,
有: qm=△Fc/2Ω△X                 (4)
從式(4)中可以看出,測量在旋轉管道中流體的科氏力就可以直接測得質量流量。在實際應用中使測量管道做簡諧振動,用振動的方式代替旋轉的方式,利用電磁或光電的檢測器檢測科氏力對振動的影響從而測得管道中的質量流量。
按照傳感器測量管的形狀,質量流量計分為直管型和彎管型兩大類。直管型一般尺寸較小,不易積氣,易於清洗,但由於其振動係統剛度大,諧振頻率高,相位差小,電信號處理較困難。為了降低諧振頻率,管壁必須較薄,而較薄的管壁會使耐磨性和抗腐蝕性變差。彎管型的振動係統剛度較低,電信號容易處理,可選用較厚的測量管壁,其耐磨性和抗腐蝕性較好,但由於形狀複雜,容易積存殘渣和氣體,引起誤差,結構尺寸也較大。
從式(4)中還可以看出,質量流量並不受壓力的影響,隻同測量管的幾何形狀和測量係統的振蕩特性有關。但實際上,工作壓力的變化會引起測量管幾何尺寸的改變並對測量係統的振蕩特性產生影響,從而引起測量誤差。為了實際證明這一點,丝瓜色版app视频在线观看采用實驗的方法分析工作壓力的變化對流量計測量精度的影響。
 
二、 工作壓力對流量計測量精度的影響
 
利用可調節工作壓力的靜態稱量法水流量標準裝置在不同壓力下對同一台流量計進行測試,從而得到壓力對流量計精度的影響值。實驗選用國內應用較廣的一型彎管型和一型直管型流量計作為被測對象,所用的標準裝置是通過標定的係統,實驗步驟依照JJG897-95《質量流量計檢定規程》進行,並參考了ISO 10790的有關要求。
1.實驗方法 按照正常的檢定操作安裝好流量計,設定好檢定壓力,在進行完係統預熱,調整流量計的零點後。進行檢定操作,完成一次檢定過程後,重新設定檢定壓力,在新的檢定壓力下再次進行檢定操作,直到完成全部實驗壓力點的測試。在全部實驗過程中,不對流量計的設置做改動。
2.彎管型實驗數據 
表1為對一台DS300流量計在不同檢定壓力下的測試數據 
依照流量值對表1的數據進行分析,分別計算在各流量點下的流量計的誤差變化得到表2-5。
 
表1 DS300型流量計在不同檢定壓力下的測試數據表
表1 DS300型流量計在不同檢定壓力下的測試數據表
 
 
表2 當流量為20t/h不同工作壓力狀態下的誤差情況表
表2 當流量為20t/h不同工作壓力狀態下的誤差情況表
 
表3 當流量為50t/h在不同工作壓力狀態下的誤差情況表
表3 當流量為50t/h在不同工作壓力狀態下的誤差情況表
 
表4 當流量為100t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
表4 當流量為100t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
 
表5 當流量為120t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
表5 當流量為120t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
 
  3.直管型實驗數據
表6為一台63FS80流量計在不同檢定壓力下的測試數據
同樣依照流量值對表6的數據進行分析,分別計算在各流量點下的流量計的誤差變化得到表7-9。
從表2-5中可以發現流量計的實際工作壓力每升高0.1Mpa流量計會產生-0.12~-0.17%的附加誤差。即當工作壓力高於檢定壓力時,每高出0.1Mpa流量計會產生約為-0.15%的附加誤差,而當工作壓力低於檢定壓力時。每低0.1Mpa流量計會產生約為+0.15%的附加誤差。此實驗數據同該儀表的製造商公布的數據(-0.13%/0.1Mpa)基本一致。
表6 63FS80型流量計在不同檢定壓力下的測試數據表
表6 63FS80型流量計在不同檢定壓力下的測試數據表
 
表7 當流量為20t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
表7 當流量為20t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
 
表8 當流量為50t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
表8 當流量為50t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
 
表9 當流量為100t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
表9 當流量為100t/h在不同壓力狀態下的誤差情況表
 
  從表7~9可以發現,流量計實際工作壓力的變化會產生較大的誤差,其變化值遠遠高於流量計的標稱精度,並且這種變化沒有規律。工作壓力每變化0.1Mpa流量計會產生-2.55~+1.18%的附加誤差。因此這種型號的流量計在實際應用中是不能接受的。
 
三、 解決壓力影響的方法
 
應該指出的是,丝瓜色版app视频在线观看此次實驗選用的流量計,是受壓力影響較大型號的流量計,對其它型號的,特別是DN50口徑以下的流量計受壓力影響較小。為了避免實際應用中壓力變化對流量計測量精度的影響,可以采取以下方法:
1.在選型時盡量選用受壓力變化影響小的質量流量計;
2.對流量計進行在線檢定;在不具備在線檢定條件時,也應使流量計在工作壓力下進行離線檢定;
3.對一些受壓力影響所產生附加誤差的變化較穩定的流量計,可采用安裝壓力變送器的方法以軟件的方式實現進行實時的壓力補償計算。
 
  科氏力質量流量計是一種常用的流量儀表,是運用流體質量流量對振動管振蕩的調製作用即科裏奧利力現象為原理,以質量流量測量為目的的質量流量計。科氏力質量流量計的缺點是什麽用戶都知道嗎?下麵小編就來具體介紹一下,希望可以幫助用戶更好的應用產品。
 
  科氏力質量流量計的缺點:
 
  1)不能用於測量密度太低的流體介質如低壓氣體;液體 中含氣量超過某一值時會顯著地影響測量值到目前為止還沒有 用CMF成功地測量氣液二相流的實際例子。
 
  2)對外界振動千擾較敏感為防止管道振動的影響大多 數CMF的流量傳感器對安裝固定有較高要求。
 
  3)不能用於大管徑流量測量目前還局限於DN 150 - DN200mm以下。
 
  4)測量管內壁磨損腐蝕或沉積結垢會影響測量精度尤其 對薄壁測量管的CMF更為顯著。
 
  5)大部分型號的CMF有較大的體積和重量壓力損失也 較大。
 
  6)價格昂貴約為同n-徑電磁流量計的2一5倍或更高 10.1.3科裏奧利質且流f計的應用 盡管CMF有許多極為可貴的優點從側量原理上看也己比 較完善但由於這種流量計真正得到商用化的時間較短在應用 中目前還存在一些問題和不足之處近年來雖然有些問題經各製造廠家的不斷努力已獲得一定程度的解決但還有許多問題 月前還沒法從根本上解決甚至人們對有些問題的認識還不夠。
科氏力質量流量計準確度問題解決辦法
科氏力質量流量計準確度問題解決辦法
 
  歸納起來有以下幾個方麵:
 
  零位漂移問題
 
  零位漂移也稱零點穩定性CMF的零點穩定性始終是一個人們非常關注的問題現在還很難從理論上分析產生零位漂移的 真正原因從工作原理上看CMF的特性似乎井不受流體特性流量計結構和安裝方式等的影響但是大量的應用實踐表明事 實並非如此分析其原因.主要是由於在工作原理的理論模型中 有微小振幅近似和無衰減近似機械振動的非對稱性和襄減可能 是導致儀表零漂的兩個根本原因 在CMF的應用實踐中邊界條件的非對稱性是客觀存在的如檢測管兩端的固定方式振動管的剛度雙管自振頻率的差異材料的內衰減等等實踐證明流體介質的密度和枯度變化也影響儀表的零位.這可能是由於結構的不平衡造成的密度變化導致整個測量係統的自振頻率變化也是其中的原因之一。
 
  綜上所述盡管CMF的生產廠家在製造和調試工藝方麵對抑製零漂采取了許多措施但CMF的零漂或多或少依然存在 設計合理精心製作和調校的質量流量計可以最大限度地減小零漂如果設計上存在問題結構不夠合理則零漂的影響就會變得不能容忍 由於零漂是一個固定值在流量下限零漂的影響就會變得很大例如某UN25的雙Sl型CMF其零點不穩定性為 1lkg八最小量程的上限流量為0.8t/h此時由於零漂引人的 誤差為±0.125%按範圍度等於10計算下限流量時將引入 1.25%的誤差而某DN25的雙v型質量流量計其零點不穩定性為1 0.05kg/min,最小量程的上限流量為23kg/min此時由於零漂引人的誤差為10.22%如果按範圍度等於10計算下限流量時將引人1 2.2%的誤差設計不良的CMF零漂更為不可容忍。
 
  經過人們的不斷努力某些設計精良的流量計已能將零漂抑製到一個很小的水平相比之下國內的同型產品還存在一定差距需要指出的是零漂來源於流量計的傳感器部分跟傳感器的製造安裝和使用都有關係而轉換器和顯示器等的零漂由於電子技術的發展己經變得容易處理和消除這一點應引起上海丝瓜草莓儀表股份有限公司的流量計使用部門的重視。