質(zhì)量流量計(jì)測量原理與應(yīng)用-xin(編輯修改稿)
2025-02-09 02:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 由于 T=M， 現(xiàn)在通過組合 （ 4） 與 （ 5） 式 ， 質(zhì)量流量 qm能與偏轉(zhuǎn)角度 θ 聯(lián)系成相關(guān)式子 。 Kθ qm = （ 6） 4ωrL 在管子軸線中心的移動速度 Vt（ 線速度 ） 乘以時間間隔 △ t ，就與用幾何圖形 θ 有關(guān)系 。 Vt △ t Sinθ = （ 7） 2r CMF測量原理 —— CMF測量原理 由于 θ 很小 ， 它幾乎等于 Sinθ ,對于小的旋轉(zhuǎn)角 Vt是 ω和管長 L的乘積 ， 那就是 θ =Sinθ 、 Vt=ωL， 這樣式 （ 7） 變成： ωL △ t θ = （ 8） 2r 綜合式 （ 6） 和 （ 8） 得出： K ωL △ t K qm = = △ t （ 9） 8r2ωL 8r2 CMF測量原理 —— CMF測量原理 這樣質(zhì)量流量計(jì) qm只與時間差 △ t和幾何常數(shù)成比例 ， qm與 ω?zé)o關(guān) ， 所以說與測量管的振動頻率無關(guān) 。 質(zhì)量流量通過用電磁感應(yīng)器測量偏轉(zhuǎn)角 θ 獲得，如圖 ，在橫穿于測量管的中心軸線上的感應(yīng)器，按一個時間函數(shù)測量 θ ， 當(dāng)沒有流量時，在測量和軸線左右之間轉(zhuǎn)角 θ 為零，時間差 △ t即是 0。 而隨著流量的增加引起 θ 增加，時間差 △ t也增加。而這個時間差 △ t可以通過安裝在 U形管端部的兩個位移檢測器所輸出的電壓的相位 差測量出來，傳送到儀表的變送器進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換。 CMF測量原理 —— CMF測量原理 圖 測量管扭轉(zhuǎn)的完整周期 CMF測量原理 —— CMF測量原理 CMF測量原理 —— 信號處理系統(tǒng) 信號處理系統(tǒng) 在流量傳感器工作過程中 ， 測量管彈性系統(tǒng)始終處于諧振狀態(tài) 。 沒有測量管的振動 ， 就沒有科氏力的發(fā)生 ， 質(zhì)量流量傳感器就停止了工作 。 CMF測量原理 —— 信號處理系統(tǒng) 大多采用電磁法檢測相位差的變化 。 其原理如圖 ， 兩個檢測線圈分別位于其中一根測量管兩側(cè)對成位置上 ， 在另一根測量管響應(yīng)位置上固定著兩塊永久磁鐵 。 根據(jù)電磁感應(yīng)原理 ，測量管震動過程中在檢測線圈回路里形成相對速度變化的交變電勢 。 當(dāng)測量管中無流體流動時 ，測量管進(jìn)出口側(cè)通過振動中心位置的時間相同 ，其產(chǎn)生的交變電勢相位亦相同；當(dāng)測量管中有流體流動時 ， 測量管進(jìn) 、 出口側(cè)通過振動中心位置的時間不同步 ， 因而產(chǎn)生的交變電勢的相位便有了一個差值 。 CMF測量原理 —— 信號處理系統(tǒng) 除圖 ， 目前大多數(shù)彎管型質(zhì)量流量計(jì)也都采用了以微處理器為核心的信號處理電路 ， 其電路框圖的一般形式如圖 ． 在圖 ， 由左 、 右側(cè)電磁式檢測器 L、R的測得二列電壓正弦信號分別經(jīng)本安電路到隔離放大器 A A2進(jìn)行放大 。 CMF測量原理 —— 信號處理系統(tǒng) 同時 ， 由左側(cè)信號檢測器 L輸出的電壓正弦信號經(jīng)隔離放大器 A2放大 ， 再經(jīng)驅(qū)動放大器放大后 ， 給驅(qū)動線圈提供激勵電流 ， 由電磁驅(qū)動器激勵測量管振蕩 。 而該振動信號又被信號檢測器所拾取 ， 從而有信號檢測器 、 放大器和電磁驅(qū)動器構(gòu)成一個正反饋回路 ， 維持測量管振動系統(tǒng)的自激振蕩 。 為了保持測量管的穩(wěn)幅振動 ， 在驅(qū)動放大器上接有負(fù)反饋 AGC自動增益控制電路 ,在 AGC自動增益控制電路中 u2與基準(zhǔn)電平相比較 ， 輸出一幅值穩(wěn)定的控制信號到激勵線圈 ， 使電磁驅(qū)動器驅(qū)動測量管以激勵頻率振動 。 CMF測量原理 —— 信號處理系統(tǒng) 左 、 右側(cè)電磁式檢測器 L、 R的檢測信號 ， 經(jīng)隔離放大器 A A2放大后 ， 進(jìn)入信號處理電路 ， 信號處理電路在微處理器的配合下 ， 得到左右檢測信號的相位差或時間差 △ t， 這個時間差與質(zhì)量流量成線性關(guān)系 。 同時 ， 信號處理電路根據(jù)其輸入信號 u1 和 u2 得測量管的振動頻率信號 。 測量管的振動頻率是流體密度的函數(shù) ， 隨流體密度增大而減小 。 微處理器根據(jù)檢測信號的時間差 △ t和檢測信號的頻率 f， 解算出流體的質(zhì)量流量和密度 。 CMF測量原理 —— 信號處理系統(tǒng) 此外 ， 質(zhì)量流量傳感器中的溫度檢測元件一般為帖附在測量管進(jìn)口端管壁上的鉑電阻 。鉑電阻由恒流源供電 ， 并取會鉑電阻的端電壓 ，由電壓變換電路處理產(chǎn)生電壓 UR 。 微處理器根據(jù)電壓 UR 解算出測量管的溫度值 ， 并對由測量管管材的彈性模量隨溫度變化所引起的質(zhì)量流量和密度測量的溫度結(jié)構(gòu)誤差予以修正 。 由微處理器直接驅(qū)動電流環(huán)和頻率環(huán)部件，分別輸出 0/4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號和頻率信號，標(biāo)準(zhǔn)電流和頻率信號所代表的被測量和范圍均可以組態(tài)。 CMF測量原理 —— 信號處理系統(tǒng) 圖 信號處理系統(tǒng)框圖 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用 (一 ) 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢 (二 )科里奧利質(zhì)量流量計(jì)選型 (三 )科里奧利質(zhì)量流量計(jì)檢定 (四 )科里奧利質(zhì)量流量計(jì)安裝和調(diào)試 (五 )結(jié)束語 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢 (一 ) 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢 1) 高精度流量測量：目前世界各處所應(yīng)用的CMF其精度 （ 或稱不確定度 ） 都優(yōu)于 177。 %（ O、 r） 、 177。 %（ O、 f、 s） ， 重復(fù)性優(yōu)于 177。 0. 1%（ O、 r） 、 177。 %（ O、 f、 s） 。 2) 同時測量多種參數(shù)： CMF不僅可以測量出流體的瞬時質(zhì)量流量和累積的總質(zhì)量，同時還可以指示出流體的密度、溫度 ,并由此派生出測量溶液中溶質(zhì)所含的濃度 。 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢 3) 應(yīng)用范圍廣泛： 包括高粘度的各種液體 、含有固形物的漿液 、 含有微量氣體的液體 、 有足夠密度的中高壓氣體 。 CMF還能測量出雙組份流中每種已知組份各自的質(zhì)量流量 ， 這是其它流量儀表難以實(shí)現(xiàn)的 。 例如油 — 水雙組份流體 ， 只要知道水和油的密度 — 溫度函數(shù)關(guān)系 ， 就不難從測出的混合質(zhì)量流量混合密度中計(jì)算出各自的質(zhì)量流量來 。 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢 4) CMF檢測器沒有可動部件和密封件 ， 從而結(jié)構(gòu)簡單 、 可靠性高 、 維護(hù)簡便 。 5) 由于流場分
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