一、測量原理
JN系列U型、Ω形(三角形)氣體質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)主體采用兩根并排的U形振動(dòng)管,將流體導(dǎo)入管內(nèi),使之沿管內(nèi)向前流動(dòng),則管子將強(qiáng)迫流體與之一起上下振動(dòng)。流體為了反抗這種強(qiáng)迫振動(dòng),會(huì)給管子一個(gè)與其流動(dòng)方向垂直的反作用力,在這種被叫做科里奧利效應(yīng)力(科氏力)的作用下,入口段管與出口段管在振動(dòng)的時(shí)間先后會(huì)出現(xiàn)相位時(shí)間差。這種差異與流過管子的流體質(zhì)量流量的大小成正比。通過電路能檢測出這種時(shí)間差異的大小,則可測量出質(zhì)量流量的大小。
質(zhì)量流量計(jì)S形測量管(上海崢嵐流量計(jì))。這種流量計(jì)的測量系統(tǒng)由兩根平行的S形測量管、驅(qū)動(dòng)器和傳感器組成。管的兩端固定,管的中心部位裝有驅(qū)動(dòng)器,使管子振動(dòng)。在測量管對(duì)稱位置上裝有傳感器,在這兩點(diǎn)上測量振動(dòng)管之間的相對(duì)位移。質(zhì)量流量與這兩點(diǎn)測得的振蕩頻率的相位差成正比。
當(dāng)流體不流動(dòng)時(shí),兩根測量管在驅(qū)動(dòng)力作用下作對(duì)稱的等振幅運(yùn)動(dòng)。由于管子兩端是固定的,在管子中間振幅大,到兩端逐漸減為零。這時(shí)在兩個(gè)傳感器上測得的相位差為零。當(dāng)測量管內(nèi)流體以速度V流動(dòng)時(shí),流體中任意值點(diǎn)的流速,可認(rèn)為是兩個(gè)分流速的合成:水平方向Vx及垂直方向Vy(與振動(dòng)方向相同)。在恒定流條件下,流體沿水平方向的流速Vx保持恒定??梢钥闯?,管子的進(jìn)、出口處振幅為零,流體質(zhì)點(diǎn)垂直移動(dòng)速度Vx為零。
當(dāng)流體質(zhì)點(diǎn)有進(jìn)口流入圖示振動(dòng)方向的測量管時(shí),流體質(zhì)點(diǎn)的垂直流動(dòng)速度為+Vy,同樣在流體質(zhì)點(diǎn)流向出口時(shí),其垂直流動(dòng)速度為-Vy。由此可以推出,流體質(zhì)點(diǎn)在通過振動(dòng)的測量管時(shí),垂直方向的速度是一個(gè)從零逐漸加大,直到中間大,再逐漸減小到零的過程。垂直速度變化為科氏加速度Ac,因此作用于流體質(zhì)量M上的科氏力為Fc=Mac。在測量管上與中心距離相等的兩點(diǎn)上,作用的科氏力大小相等,方向相反。
二、性能特點(diǎn)
(1)U型Ω形(三角形)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)具有同類產(chǎn)品無以倫比的高精度、高零點(diǎn)穩(wěn)定性,一般用于計(jì)量或貿(mào)易結(jié)算;
(2)測量具有很高的準(zhǔn)確性、重復(fù)性、穩(wěn)定性,測量液體時(shí)正常精度0.1-0.2%,高精度可達(dá)0.05%,重復(fù)性可達(dá)0.01%;
(3)測量各類氣體一般用小口徑,正常精度為0.5-1.5%,高精度0.25%;
(4)在流體通道內(nèi)沒有阻流元件和可動(dòng)部件,因而其可靠性好,使用壽命長。好的科氏力質(zhì)量流量計(jì)可用20年-30年;
(5)可以測量高粘度流體和高壓氣體的流量,并且不受流體種類屬性的影響。
三、技術(shù)參數(shù)
(1)氣體質(zhì)量流量計(jì)的主要參數(shù)為質(zhì)量流量kg/h或kg/min,有時(shí)候會(huì)設(shè)定為kg/s。液體測量精度0.1-0.3%,高精度0.05-0.1%。
(2)氣體測量量程和介質(zhì)屬性、壓力、溫度有關(guān)。比如在25℃時(shí),壓力為2MPa的空氣,DN15的大量程為1200kg/h。在120℃氨氣,壓力0.5MPa時(shí),DN15大量程190kg/h。差別很大。
(3)CNG流量計(jì)一般專門用于天然氣的流量測量(比如加氣站),精度范圍為0.25-1.5%。
(4)質(zhì)量密度儀的主要參數(shù)是密度參數(shù),正常量程設(shè)定為0-2.0g/cm3,精度0.001-0.002g/cm3。誤差已經(jīng)超出氣體密度范圍,正常不能測量氣體密度。
(5)次要參數(shù)一般設(shè)定為質(zhì)量流量、體積流量或密度參數(shù)或溫度參數(shù),有時(shí)候會(huì)設(shè)定為狀態(tài)輸出、信號(hào)輸出或百分比輸出,比如量程的50%。
(6)輔助參數(shù)一般設(shè)定為溫度,溫度量程0-100℃,精度0.5-1℃。
(7)電源輸入24-60VDC,或85-265VAC,信號(hào)輸出4-20mA(HART通訊協(xié)議,或485通信協(xié)議、頻率脈沖輸出、總線DP協(xié)議、FF協(xié)議、PA通訊協(xié)議輸出),可分別為密度、流量、溫度。舉例其中一款傳感器輸入輸出為:
(10)(9)—電源輸入24VDC或220VAC;
(1)(2)—主參數(shù)輸出,HART協(xié)議通訊;
(3)(4)—頻率輸出;
(5)(6)—485輸出。
(8)正常工作溫度-40℃~150℃,高溫傳感器一般采用分體式結(jié)構(gòu),耐溫200-300℃,環(huán)境溫度-10℃~80℃。
(9)工作壓力正常0-2MPa,管徑多為DN01-50,材料316L/904L,或哈氏合金HC22。
(10)一體式或分體式質(zhì)量密度儀,光敏鍵操作顯示,表頭可以設(shè)置參數(shù),進(jìn)行調(diào)零操作。
四、安裝注意事項(xiàng)
(1)液體務(wù)必滿管測量!半管測量、高比例氣液混合溶液測量都是大忌!
(2)氣體測量垂直或水平管道安裝均可。如果是液體U型管安裝方式是水平安裝為佳,能夠保證液體滿管測量。
(3)一般測量氣體時(shí)U型測量管朝上(肚子朝上,便于排水);液體測量時(shí),U型測量管向下。
(4)根據(jù)介質(zhì)工況,避開高點(diǎn)(如介質(zhì)中有氣泡),避開低點(diǎn)(如介質(zhì)中有沉淀物),避開突然拐彎的管道。
(5)避開閥門、泵等強(qiáng)振動(dòng)源,信號(hào)線要求屏蔽,避開強(qiáng)磁場。
(6)其它注意事項(xiàng),詳見出廠說明書或與客服溝通。
六、管徑大流通能力DN01-DN80