質(zhì)量流量計(jì)結(jié)構(gòu)和原理

上海自動(dòng)化儀表有限公司質(zhì)量流量計(jì)性能優(yōu)越、計(jì)量可靠，在貿(mào)易結(jié)算、計(jì)量交接以及各生產(chǎn)單元的物料平衡中都采用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量。選擇一款合適的質(zhì)量流量計(jì)更有利于企業(yè)對(duì)資源的節(jié)能降耗、減量減排，有利于優(yōu)化生產(chǎn)操作，直接關(guān)系到企業(yè)的效益。

　　1 質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量流量的工作機(jī)理 質(zhì)量流量計(jì)傳感器是以彈性測(cè)量管為主的敏感諧振狀態(tài)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)器維持測(cè)量管主振動(dòng);當(dāng)介質(zhì)流過(guò)振動(dòng)的測(cè)量管時(shí)，所產(chǎn)生的“科氏效應(yīng)”誘導(dǎo)出與所流過(guò)的質(zhì)量流量相關(guān)的副振動(dòng);通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)出測(cè)量管的復(fù)合振動(dòng)，經(jīng)過(guò)變送器內(nèi)部處理，算出測(cè)量副振動(dòng)相關(guān)的信息，從而計(jì)算出流體的質(zhì)量流量。

　　2 影響質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度的幾種因素分析，影響質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的因素有長(zhǎng)期穩(wěn)定性、零點(diǎn)穩(wěn)定性、流量系數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)、應(yīng)力、工藝壓力及溫度效應(yīng)等相關(guān)影響機(jī)理。

　　(1)長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

　　質(zhì)量流量計(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定性，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)是非常重要的指標(biāo)。長(zhǎng)期穩(wěn)定性是由傳感器部分及變送器部分的長(zhǎng)期穩(wěn)定性組成的。它們都需要進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)優(yōu)化后，在強(qiáng)化穩(wěn)定性設(shè)計(jì)后，性能顯著提高。

　　(2)零點(diǎn)穩(wěn)定性、零點(diǎn)、零點(diǎn)漂移。

　　零點(diǎn)穩(wěn)定性：是評(píng)價(jià)流量計(jì)的測(cè)量水平、長(zhǎng)期穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。當(dāng)外界條件確定時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)在沒(méi)有流量的條件下，經(jīng)過(guò)一定使用時(shí)間，零位輸出值有一定的變化范圍。零點(diǎn)穩(wěn)定性數(shù)值越小的流量計(jì)，其性能越好。 零點(diǎn)：表明了傳感器內(nèi)部系統(tǒng)平衡狀態(tài)的重要指標(biāo)。在同樣的外部情況下，同一廠家不同的流量計(jì)，如果零點(diǎn)越小的，性能越好。在很多的工況狀態(tài)下，如：液體氣化、液體分層、流量計(jì)未充滿(mǎn)、管線(xiàn)擾動(dòng)等現(xiàn)象都會(huì)帶來(lái)零點(diǎn)的變化，當(dāng)工藝狀態(tài)趨于穩(wěn)定時(shí)零點(diǎn)又可以回到起始狀態(tài)。零點(diǎn)漂移：表征質(zhì)量流量計(jì)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的指標(biāo)。質(zhì)量流量計(jì)通過(guò)一段時(shí)間使用后，回到起始狀態(tài)時(shí)，零點(diǎn)發(fā)生變化的現(xiàn)象。零點(diǎn)漂移來(lái)自流量傳感器部分。發(fā)生零點(diǎn)漂移的大部分質(zhì)量流量計(jì)是因?yàn)槠湫阅艽嬖谌毕?。如：管端固定?yīng)力、振動(dòng)管鋼度的變化、雙管諧振頻率不一致性及管壁材料的內(nèi)衰減使機(jī)械振動(dòng)的非對(duì)稱(chēng)性和衰減、結(jié)構(gòu)不平衡因素存在。

　　(3)工藝壓力、溫度效應(yīng)及介質(zhì)密度對(duì)質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確度的影響。

　　質(zhì)量流量計(jì)流量系數(shù)與系統(tǒng)的剛度、結(jié)構(gòu)有關(guān)。被測(cè)流體在輸送過(guò)程中，都有一定的工藝壓力。據(jù)測(cè)量管的動(dòng)力學(xué)關(guān)系知：這將影響測(cè)量敏感結(jié)構(gòu)的剛度及結(jié)構(gòu)屬性，從而一定會(huì)影響流量傳感器測(cè)量質(zhì)量流量的精度。對(duì)于DS300質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際工作壓力每升高0.1MPa，質(zhì)量流量計(jì)會(huì)產(chǎn)生-0.17%～-0.12%的附加誤差，即當(dāng)工作壓力高于檢定壓力時(shí)，每高出0.1MPa質(zhì)量流量計(jì)會(huì)產(chǎn)生約為-0.15%的附加誤差;而當(dāng)工作壓力低于檢定壓力時(shí)，每低于0.1MPa質(zhì)量流量計(jì)會(huì)產(chǎn)生約0.15%的附加誤差。同樣質(zhì)量流量計(jì)的溫度效應(yīng)也影響測(cè)量敏感結(jié)構(gòu)的剛度及結(jié)構(gòu)屬性。溫度效應(yīng)分環(huán)境溫度效應(yīng)、工藝介質(zhì)溫度效應(yīng)。據(jù)資料記載：如果環(huán)境溫度有20℃的變化，將帶來(lái)的流量測(cè)量誤差為0.3%。生產(chǎn)廠除了選擇低溫漂器件外還應(yīng)在處理電路設(shè)計(jì)上采用溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)。 質(zhì)量流量計(jì)生產(chǎn)廠在出廠時(shí)，都給了溫度校正系數(shù)，壓力校正系數(shù)及密度校正系數(shù)。有些是在配套的表中設(shè)好的。

　　(4)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)。

　　由于質(zhì)量流量傳感器自身為敏感的諧振式結(jié)構(gòu)，維持傳感器工作的機(jī)理主振動(dòng)與由于科氏效應(yīng)誘發(fā)出來(lái)的測(cè)量副振動(dòng)疊加在一起，形成復(fù)合振動(dòng)。復(fù)合振動(dòng)本質(zhì)上屬于非線(xiàn)性振動(dòng)范疇。 外部的振動(dòng)能量很容易通過(guò)其邊界結(jié)構(gòu)傳遞到傳感器的測(cè)量管上，將導(dǎo)致主振動(dòng)信號(hào)與測(cè)量副振動(dòng)信號(hào)相互影響程度發(fā)生較大的變化。如果質(zhì)量流量傳感器沒(méi)有足夠的穩(wěn)定性可靠度設(shè)計(jì)考慮的情況下，如：起振頻率恰好在這個(gè)范圍之內(nèi)。這些外部振動(dòng)會(huì)引起傳感器振動(dòng)狀態(tài)的不穩(wěn)定：輕則降低傳感器的精度，重則導(dǎo)致傳感器工作失效。

(5)安裝應(yīng)力。 應(yīng)力因其無(wú)形往往被很多用戶(hù)忽視，對(duì)于科氏力而言，這同樣是非常重要的影響測(cè)量性能的因素。 在安裝的過(guò)程中，管線(xiàn)不對(duì)中，將導(dǎo)致質(zhì)量流量計(jì)兩端出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，這種應(yīng)力會(huì)改變內(nèi)部的應(yīng)力分布，上海自動(dòng)化儀表有限公司使內(nèi)部主振動(dòng)、副振動(dòng)的邊界條件發(fā)生改變，從而影響到測(cè)量精度，同時(shí)，也會(huì)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化。改變了結(jié)構(gòu)的剛度，從而影響到測(cè)量的精度。