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科里奥利力式质量流量计是利用流体在旋转系统中作直线运动并产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理制造的直接式质量流量计。这种流量计的开发始于 1950 年代,并于 1970 年代中期由高准公司**推向市场。 1980年代中后期,各国仪器厂相继发展。迄今为止,全世界有40多米。厂家推出了各种结构的科里奥利质量流量计,目前我国有近10家公司在生产。兰州石化公司使用了1000多台质量流量计,大部分都处于良好状态,但也有少数出现问题。
科里奥利力质量流量计的优缺点
科里奥利力式质量流量计直接测量质量流量,测量精度高。它可以测量多种流体,如各种高粘度液体、含有固体的浆液、含有微量气体的液体以及足够密度的中高压气体。科里奥利力式质量流量计的测量管的振动幅度很小,可以看作是一个不动的部件。测量管路中无阻塞部件和运动部件,对管路的压力损失小,使用寿命长。它对流速分布不敏感,因此对上下游直管段基本没有要求。测量值对流体粘度不敏感,流体密度和温度变化对测量值影响不大。它可以做多参数测量,例如同时测量密度和温度,也可以分析混合介质中不同介质的浓度。
科里奥利质量流量计不能用于测量低压气体,液体中的气体含量超过一定限度(因型号而异)会显着影响测量结果。科里奥利质量流量计对外部振动干扰更敏感。为了防止管道振动的影响,科里奥利质量流量计的流量传感器对安装和固定的要求很高。某些类型的质量流量计对安装有特殊要求。它不能用于较大的管径,目前限制在 150mm/200mm 以下。测量管内壁的磨损和腐蚀或沉积、结垢都会影响测量精度,尤其是对薄壁测量管的科里奥利质量流量计。
科里奥利质量流量计零点不确定度的原因及分析
科里奥利力质量流量计的技术指标有很多,包括流量精度、密度、温度精度等大家都比较熟悉。对流量计性能的不完全了解,对选择和使用影响很大。在这些参数中,*容易被忽视的是质量流量计的零点不稳定性指标。科里奥利力质量流量计是一种振动式流量计。当有介质在振动管中流动时,由于科里奥利力作用在测量管上各点所引起的位移是不同的,因此测量管上的位移是不同的。形成一个额外的扭曲。通过测量这个扭转过程不同点的相位差,可以得到流过测量管的流体的质量流量。
科里奥利质量流量计的零点不稳定误差主要来自流量传感器部分。有两个原因:机械振动的不对称和衰减,以及流体密度和粘度的变化。影响前者的因素有:①管端的固定应力; ②振动管刚度的变化; ③双管谐振频率不一致; ④管壁材料的内部衰减。影响后者的主要因素是结构不平衡,所以即使在空管时将双管的谐振频率调整为相同,但在管内充满液体时仍可能发生零漂,即零点不稳定误差。频率相关,流动过程中也可能产生零点不确定性误差。
传感器制成后,如果安装完好,其零不稳定性是在一定条件下的一定范围值(误差带)。每个厂家在技术指标上基本都有零点不确定性的描述。表1是各厂家收集的DN50口径流量计的不确定度数据。
从这些厂家的技术指标可以看出,各个流量计厂家的流量计零不确定度基本反映了厂家的技术水平和产品质量水平。
质量流量计检定程序和各厂家以“跨度误差加零不稳定性”的形式表示科里奥利力质量流量计的基本误差。一般科里奥利质量流量计测量的*大允许**误差Eg为
例如=±Ex+Q+Q0(1)
式中,Eg-**误差
精确度;
Q0-零不稳定
Q 流。
流量测量的相对误差E为:
E=[(±Ex×Q+Q0)x****]/Q (2)
这种表达方式乍一看很准确,但是t的零点不稳定度之后,准确度不是很高。事实上,当流量较低或接近下限流量时,误差是比较大的,基本误差往往超过范围误差一倍以上。
例:一台D150科里奥利力质量流量计,流量计为0.2级质量流量计,测量范围同0-38.1t/h,流量计零点不稳定性为9kg/h,工作时为瞬时3t/h和18t/h流量,其测量的*大允许**误差和相对误差计算如下:
例如(3)=±0.002×3000+9=±15kg/h (3)
例如(18)=±0.002x18000+9=±45kg/h (4)
E(3)=±15/3000×100=±0.50% (5)
E(18)=±45/18000x100=±0.25% (6)
由以上计算可知,科里奥利力式质量流量计在中低流量值运行时,其允许误差远高于其精度等级计算的允许误差,零点不确定度即为误差。主要来源。科里奥利质量流量计的测量允许误差为
如图 1 所示。
从图1可以看出,当流量在20%以上时,效果不显着;当流量小于10%时,零点不稳定的影响逐渐突出;当流量接近零时,相对误差接近无穷大。因此,在选择流量计时应充分注意这一点,否则将得不到满意的测量结果。
零不稳定性主要来自传感器。传感器在设计优化、材料选择、制造过程和调试过程中已经确定了这个值的值。据说零点不稳定是不可避免的,误差是**的,准确度是相对的。零不稳定性是反映流量计质量的重要参数。可靠且良好的安装使传感器具有良好的边界工况,能较好地解决同轴对准、温度、压力、振动等环境因素引起的管道应力造成的零偏问题。良好的安装是保证应有精度的重要条件之一,它可以保证流量计的零点不确定度误差在一定范围内。安装不好会放大零点不稳定性的影响,不能得到相对稳定的零点。
原则上,质量流量计的零位校准不能改变产品的零位不稳定性。调零实际上是对一段时间内的综合零点不确定性误差进行平均,但不能消除不规则信号。震级。
由于零点不稳定性的存在,为保证质量流量计累计量的准确性,在流量状态的设置中无一例外地增加了小流量截断功能,即阈值流量率已定。其作用是当流量小于设定的阈值流量时,不进行流量显示和累计。这是质量流量计应对零不稳定性的策略之一。阈值流速一般在0.1%~1%之间,也可根据不同介质或环境需要进行设置。
结论
科里奥利质量流量计是一种非常好的流量测量仪器,零点不确定度是一个非常重要的技术指标,真正体现了科里奥利质量流量计的技术水平,因此在选型时需要对这个参数给予足够的重视和使用,并对各类科里奥利质量流量计进行客观评价。同时,在安装使用过程中,要尽量满足厂家的安装技术要求。只有充分考虑到这些要求,流量计才能具有良好的测量性能。
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