科氏力质量流量计(即科里奥利质量流量计)在精细化工生产中的应用越来越广泛,作为精度最高的三类流量计之一,其独特的优势正逐渐显现出来。笔者在此简要介绍科氏力质量流量计的技术原理与特点,并结合工作中的实例,探讨其在精细化工生产上的应用。科氏力质量流量计的基本原理为:一根两端固定的薄壁测量管,在中点处以测量管谐振或接近谐振的频率(或其高次谐波频率)所激励,此时,在管内流动的流体产生科里奥利力,使测量管中点前后产生方向相反的挠曲,挠曲的大小与流体的质量流量成正比。因此,用光学或电磁学的方法检测测量管的挠曲量,就可以求得管内流体的质量流量。
科氏力质量流量计的主要特点为:
①直接测量质量流量,有很高的测量准确度;
②测量值不受流体特性(密度、粘度)等的影响;
③可测量各种非牛顿流体及含微粒的浆液;
④可做多参数测量,如温度、密度等。
技术指标参数表(表一)
指标名称 | 技术参数 |
质量流量测量准确度 | ±[0.2% +(零点稳定度/瞬时质量流量×100%)] |
质量流量测量重复性 | ±(1/2)×[0.2% +(零点稳定度/瞬时质量流量×100%)] |
密度测量范围 | 0.2 g/cm3~3.5g/cm3 |
密度测量准确度 | ±0.002g/cm3 |
温度测量范围 | -60℃~+200℃ |
温度测量准确度 | ±1℃ |
电流输出 | 4mA~20mA |
频率输出 | 0Hz~10kHz |
批控继电器触点容量 | 24V/0.1A |
批控继电器触点形式 | 常开(用户订货时说明,可改为常闭) |
基本参数
工作环境参数表(表二)
名 称 | 参 数 |
流体介质温度 | -40℃~+200℃ |
工作环境温度 | 0℃~+40℃ |
工作环境湿度 | ≤90% RH,非冷凝 |
大气压力 | 86kPa~106kPa |
变送器供电要求 | 电源电压: (24±10%)V |
整机功率 | < 15W |
规格型号及基本参数表(表三)
规格型号 | 公 称 通 径 (mm) | 流 量 范 围 (t/h) | 计 量 范 围 (t/h) | 工 作 压 力 上 限 (MPa) | 零点稳定度 (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 |
使用和维护
①流量计零点调整。待流量传感器充满被测流体后关闭传感器下游阀门,在接近工作温度的条件下调整流量计的零点。调整零点时保证下游阀门彻底关闭,确认不泄漏流体是非常重要的。如果调零时阀门存在泄漏,将会给整个测量带来很大误差。
②设置流量和密度校准系数。正确设置流量和密度校准系数流量计的工作十分重要。流量校准系数代表传感器的灵敏度及流量温度系数,灵敏度表示每微秒时差测量多大的流量。
(单位往往为克/秒);流量温度系数表示传感器弹性模量受温度的影响程度。这些与流量计的测量准确度都有直接关系,密度校准系数代表传感器在0℃下管内为空气和管内为水时的自振周期(单位往往为微秒)及密度温度系数,显然这些与测量密度的准确度直接相关。
③使用中维护流量计正常工作。及时发现故障和排除故障对流量计正常工作很重要,实际工作中常见的有以下几种故障情况:
a.无输出:指有流量通过传感器而传感器没有信号输出;
b.输出不变化:虽然流量变化了,但输出保持不变;
c.输出不正常,输出随意变化,与流量的变化无关,即输出反常;
d.断续地有输出:断续输出,开始和结束都无规律,但当有输出时,输出信号能正确反映流量大小。