EMERSON艾默生質量流量計高準CMF025*

EMERSON艾默生質量流量計高準CMF025*

1.科里奧利（Coriolis）質量流量計是一種機械振動型的多參數智能式流量測量儀表，它同時可以直接測量出流體的質量流量、密度、溫度，且根據以上測量出的質量流量和密度參數可導出流體的體積流量

2. 化工車間科里奧利質量流量計的原理及其應用

摘 要：科里奧利質量流量計稱得上是真正意義上的質量流量測量，具備一系列工程應用優點，已經成為工業控制及節能管理領域較多使用的流量儀表，廣泛應用于石化、制藥及其他工業領域。本文從化工車間科里奧利質量流量計的原理和結構入手，總結了一些安裝使用上的注意事項和使用方法，對其選用及安裝進行說明，后簡單闡述了科里奧利質量流量計在化工車間的投運及常見故障的處理方法。

關鍵字：科里奧利力 質量流量計 工作原理 應用

1 引言

在工業生產當中，流量參數極其重要。目前，流量計的種類各式各樣，其中較為常見的是體積流量計，如節流式流量計、電磁流量計、渦輪流量計、超聲流量計等[1]。由于在實際生產過程中，工程師對于經濟核算、物料平衡等工程因素更加關心，所以體積流量計的應用有所限制，如何測試流體的質量成為了實際應用中的一個難題。盡管有人能夠利用體積流量計及流體密度計算出測試流體的質量，但由于此方法結構過于復雜，測量精度受外在溫度、壓力等影響較大。因此，工程技術人員迫切希望能夠開發出一種能直接測量管道中流體的質量流量的新型流量計。科里奧利質量流量計（CoriolisMassFlowmeter，CMF），即科氏力質量流量計，可以直接測量流體質量流量，并且精準度*，誕生于美國，并且起初由美國艾默生公司旗下MicroMotion于八十年代將其技術完善成熟、商品化并推向市場。科氏力質量流量計不僅能夠高精度測量腐蝕性介質及易介質的質量流量和介質密度，而且還可以在庫存量控制及批量控制、貿易結算等方面發揮作用。因此，可以說科氏質量流量計是測量技術的一個里程碑，具有劃時代意義，它實現了工程師直接測量質量流量的愿望，同時達到了需要的精度。自其問世后，一直深受行業熱捧。

2 工作原理

科里奧利質量流量計是基于科里奧利（Coriolis）效應而制成的流量測量儀表。在旋轉體系中進行直線運動的質點，由于慣性，會按照原有運動方向一直運動，然而體系本身將始終保持旋轉，所以，經過一段時間的旋轉后，旋轉體系中質點的位置將發生一些變化，這時，若從旋轉體系的視角來觀察，旋轉體系原來的轉向會發生輕微偏離。如果體系內的質點相對于慣性系為直線運動，那么其旋轉路徑相對于體系而言，可以看為曲線。從旋轉體系的角度出發，必須存在一個力，在這個力的作用下，質點發生運動，該力即為科里奧利力（科氏力）。

科里奧利力的計算公式如下：

式中，Fc為科氏力，m為質點質量，ω為角速度，v為質點運動速度（相對于靜止參考系），ω×v大小等于ω×v×sinθ，方向滿足右手螺旋定律。

科里奧利質量流量計是利用流體在直線運動的同時處于一旋轉系中，產生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表。兩根U形管（也可以是一根）在驅動線圈的作用下，以一定頻率震動，被測流體從U形管流動，其流動方向與震動方向垂直，在科氏力的作用下，U型管產生扭轉角θ，因此U型管兩管端通過振動中心就產生了時間差，此時間與質量流量qm成正比，其關系式如下：

式中：Ks為U型管的扭轉彈性模量，r為u型管的半徑；Δt為u型管兩端通過振動中心所需要的時間差。

科里奧利質量流量計由兩部分組成：一是由流體從中流過的傳感器；另一部分是電子組件組成的轉換器，傳感器產生震動并處理來自傳感器的信息，以實現流量測量。

U型管科里奧利質量流量計的基本結構如圖1所示：

圖1 U型管科里奧利質量流量計的基本結構

流量計的測量管是兩根平行的U型管，驅動U型管垂直于管道教運動的驅動器是由激振線圈和永*磁鐵組成。位于U型管的兩個直管管端的兩個檢測器用于監控驅動器的振動情況和檢測管端的位移情況，檢測出兩個振動管之間的振動時間差，以便通過轉換器給出流經傳感器的質量流量。

3 科里奧利質量流量計結構特性

在流體質量流量測試過程中，某個流體質點產生的科氏力極其微小，因此要保證測量過程的高精度并不容易，因此，增加測量系統對科氏力的感應或者在同樣科氏力的作用下增大測量系統的感應強度能夠使測量系統產生精確識別可用的信號。因此，改善科氏力在測試系統管路上的作用強度是一個有效手段。改善測試系統管路上科氏力的作用強度的有效方法在于改善測試系統管路彈性，可以通過減小系統管路鋼性、選用彈性優良的材料制造及準確確定測試系統振蕩頻率，進而達到將測試系統管路的形變增加的目的。根據經驗，如果管上的科氏力越明顯，則系統彈性就應該越好，那么測量管的管壁就會更薄，長度也更長。在此理論基礎之上可知，該方法既增加了測試系統管路的變形量和信噪比又減小了外界信號的干擾。測試系統管路上所受應力應該避免集中，以盡量減少材料的疲勞失效。測試系統管路所受應力作用的形式不同會對管路的整體測量靈敏度產生輕微影響。

4 科里奧利質量流量計的使用

4.1 科里奧利質量流量計的選擇

性能及可靠性是確定科氏流量計的要素。性能要素具體包含精準度、壓力損失量.

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