質量流量計是我公司根據科裏奧利力原理開發的一種新型的流量測量儀(yi) 表，可直接測量封閉管道內(nei) 流體(ti) 的質量流量和介質的密度。流量計由流量測量傳(chuan) 感器和信號轉換器兩(liang) 部分組成。
一、主要特點
1、能夠直接測量流體(ti) 的質量流量（這對能源的計量和化學反應等生產(chan) 過程檢測控製具有重要意義(yi) ）
2、測量準確度高（測量準確度可保證在 0.1%～0.5%）
3、可測比較大，一般保證基本準確度的可測比為(wei) 10:1 或 20:1
4、應用範圍廣，除正常的流體(ti) 測量外還可測量一般流體(ti) 測量儀(yi) 表較難測量的工業(ye) 介質，如高粘度流體(ti) 、各種漿液、懸浮液等
5、可在線測量被測介質的密度、溫度等參數，並以此派生測量溶液中溶質的濃度
6、安裝要求不高，對上下遊直管段沒有什麽(me) 要求
7、運行可靠、維修率低
二、應用領域
(1)質量流量計的特點確定了流量計可以在下述領域中得到廣泛的應用：
(2_流體(ti) 能源、流體(ti) 原料、產(chan) 品的計量，例如石油、化工原料及產(chan) 品的裝車（裝船）、卸車（卸船）的計量及包裝計量；
(3)石油、化工、食品、醫藥行業(ye) 生產(chan) 過程對物料的精準計量、控製；
(4)高粘度物料的在線計量，例如瀝青、重油、油脂的計量；
(5)有懸浮物及固體(ti) 顆粒物物料的計量，例如水泥漿、石灰漿的計量；
(6)易凝固物料的保溫計量，例如瀝青等易凝固物料的計量實現保溫狀態工作；
(7)中高壓氣體(ti) 的精確計量，例如 CNG 石油天然氣的計量；
(8)微小流量測量，例如精細化工及醫藥行業(ye) 微小流量的測量；
(9)在線測量介質的密度，並以此派生出測量溶液的溶質所含的濃度，例如石灰漿液石灰濃度測量；
(10)超低溫介質流量的測量，例如液氮、液氧等液化氣的測量；
(11)高溫介質的流量測量，例如高溫油（溫度可達 200～300℃）的測量；
(12)高壓介質的流量測量，例如石油鑽井固井用水泥漿流量的測量（高壓幾十 MPa)等等。
三、工作原理
當一個(ge) 位於(yu) 以 P 為(wei) 固定點（旋轉中心）作旋轉運動的管子內(nei) 的質點做朝向旋轉中心或離向
旋轉中心的運動時，將產(chan) 生一慣性力，原理如圖 1.1：
圖中質量為(wei) δm的質點以勻速υ在管道內(nei) 向右運動，而管道圍繞固定點 P 以角速度ω旋轉。
此時這個(ge) 質點將獲得兩(liang) 個(ge) 加速度分量：
1、法向加速度αr（向心加速度），其量值等於(yu) ω 2r,其方向朝向 P 點。
2、切向加速度αt(科裏奧利加速度)，其量值等於(yu) 2ωυ，方向與(yu) αr 垂直。
由切向加速度產(chan) 生的作用力稱為(wei) 科裏奧利力，其大小等於(yu) Fc=2ωυδm。在圖 1.1 中流體(ti)
δm=ρA×ΔX,因此科氏力可以表示為(wei) ：
ΔFc=2ωυ×δm=2ω×υ×ρ×A×ΔX=2ω×δqm×ΔX
式中 A
為(wei) 管道內(nei) 截麵積
δqm=δdm/dt=υρA
對於(yu) 特定的旋轉管道，其頻率特性是一定的，ΔFc 僅(jin) 取決(jue) 於(yu) δqm 。因此直接或間接測量科氏力就可以測量質量流量。科氏原理質量流量計就是根據上述原理工作的。實際的流量傳(chuan) 感器並非實現旋轉運動，而代之以管道振動。其原理示意如圖 1.2、圖 1.3、圖 1.4 所示。一個(ge) 彎管道的兩(liang) 端被固定，在兩(liang) 個(ge) 固定點的中間位置給管道施加振動力(按管道的諧振頻率)，使其以固定點為(wei) 軸以其自然頻率ω振動。當管道內(nei) 沒有流體(ti) 流動時，管道隻受外加振動力作用，管道兩(liang) 個(ge) 半段振動方向相同，沒有相位差。當有流體(ti) 流動時受管道內(nei) 流動的介質質點科氏力 Fc 的影響（在管道的兩(liang) 個(ge) 半段科氏力 F1、F2 大小相等、方向相反圖 1.2），管道的兩(liang) 個(ge) 半段按相反的方向發生扭動，產(chan) 生相位差（圖 1.3、圖 1.4），這一相位差同質量流量成正比。傳(chuan) 感器的設計就是把科氏力的測量轉為(wei) 對振動管兩(liang) 側(ce) 相位時差的測量，這就是科氏質量流量計的工作原理。
第二部分 傳(chuan) 感器
一、傳(chuan) 感器的結構其功能特點
1、傳(chuan) 感器外形結構
質量流量計傳(chuan) 感器，根據振管結構分為(wei) U型結構及三角型結構：
DN20-DN200傳(chuan) 感器結構為(wei) U型結構
DN3-DN15傳(chuan) 感器為(wei) 三角型結構
U型結構及三角型結構外形如下圖所示
2、傳(chuan) 感器結構
（1）普通型傳(chuan) 感器結構，傳(chuan) 感器是由測量管、測量管驅動裝置、位置檢測器、支撐結構、溫度傳(chuan) 感器、殼體(ti) 等幾部分構成。
支撐結構：測量管固定在支撐結構上，作為(wei) 振動係統的振動軸心。
①測量管（振動管）：由兩(liang) 根平行彎管組成。
②位置檢測器：用於(yu) 檢測測量管的扭曲變化。
③驅動裝置：產(chan) 生電磁力，用以驅動測量管，使其以接近諧振頻率振動。
④殼體(ti) ：用於(yu) 保護測量管和驅動、檢測裝置。
（2）保溫型傳(chuan) 感器
保溫型傳(chuan) 感器主要用於(yu) 在常溫下容易凝固的介質流量測量，保溫型傳(chuan) 感器的外側(ce) 有保溫夾層，使用時夾層內(nei) 通有保溫介質，保證傳(chuan) 感器的一定的使用溫度，以保證介質在流量計內(nei) 始終保持在可流動狀態。其結構如圖2.4、圖2.5、圖2.6：
1--保溫外殼：外殼為(wei) 夾層結構，內(nei) 層為(wei) 傳(chuan) 感器的保護層，外層為(wei) 保溫層。內(nei) 外夾層間可通蒸汽、熱水、熱油等保溫介質，已達到傳(chuan) 感器保溫的目的。夾層耐壓根據用戶需要設計，用戶使用時保溫介質的壓力不得大於(yu) 標注的設計壓力。保溫介質的溫度根據用戶需要控製，但一般保溫介質的溫度不得超過 200℃。
2--傳(chuan) 感器連接法蘭(lan)
3--傳(chuan) 感器信號連接接頭。使用時與(yu) 轉換器相連接。
4--傳(chuan) 感器支架體(ti) （分流器）
5--保溫介質連接接頭：外殼兩(liang) 側(ce) 有保溫介質的連接接頭，接頭形式及規格一般根據用戶要求配置。用戶的保溫介質通過這兩(liang) 個(ge) 接頭引入、引出。保溫介質的引入、引出管的配置根據需要要考慮傳(chuan) 感器連接法蘭(lan) 及傳(chuan) 感器支架（分流器）的保溫。
6--放水閥：保溫層底部安裝有針型閥，此閥門用於(yu) 釋放保溫蒸汽產(chan) 生的冷凝水或保溫介質的排放。保溫蒸汽流通時（尤其是不流動時）可能會(hui) 產(chan) 生冷凝水，冷凝水積存過多會(hui) 影響保溫效果（甚至可能會(hui) 產(chan) 生氣錘現象），因此需要及時排放積存的冷凝水。考慮傳(chuan) 感器的外層絕熱保溫與(yu) 工藝管路絕熱保溫相協調，傳(chuan) 感器出廠時外側(ce) 沒有實施絕熱保溫。傳(chuan) 感器安裝完畢，並連接保溫介質管後，根據需要應由用戶實施絕熱保溫。
3. 傳(chuan) 感器結構特點：
(1)測量信號大，測量精度容易滿足要求；
(2)安裝應力影響小；
(3)U 型管結構具有自排空能力；
(4)外殼結構具有二次耐壓保護功能並易於(yu) 實現保溫；
(5)小口徑傳(chuan) 感器安裝尺寸小。
二、傳(chuan) 感器型號及技術參數：
2. 轉換器型號
轉換器選型表 | |||||||
XXX | X | X | X | X | X | ||
型號 | 轉換器型號 | ||||||
供電電壓 | 220VAC | A | |||||
24VDC | B | ||||||
其他 | C | ||||||
輸出方式 | 4-20mA、脈衝(chong) 、RS485 | 1 | |||||
4-20mA、脈衝(chong) 、HART | 2 | ||||||
其他 | 3 | ||||||
防爆要求 | 防爆 | H | |||||
非防爆 | I | ||||||
其他 | G | ||||||
電氣接口 | M20*1.5 | 6 | |||||
1/2 NPT | 7 | ||||||
3/4 NPT | 8 | ||||||
其他 | 9 | ||||||
語言 | 中文 | L | |||||
英文 | M | ||||||
俄文 | N | ||||||
3. 傳(chuan) 感器規格及技術參數
（1）傳(chuan) 感器規格、量程、零點穩定性
通經 | 流量範圍 | 零點穩定性 |
mm | Kg/h | Kg/h |
3 | 0～96～144 | 0.0144 |
6 | 0～540～810 | 0.081 |
8 | 0～960～1440 | 0.066 |
10 | 0～1500～2250 | 0.025 |
15 | 0～3000～4500 | 0.45 |
20 | 0～6000～9000 | 0.9 |
25 | 0～9600～14400 | 1.44 |
32 | 0～18000～27000 | 2.7 |
40 | 0～30000～45000 | 4.5 |
50 | 0～48000～72000 | 7.2 |
80 | 0～120000～180000 | 18 |
100 | 0～192000～300000 | 30 |
150 | 0～360000 | 36 |
注：流量範圍給出了兩(liang) 個(ge) 參數，中間參數為(wei) 標準流量範圍，一般出廠檢驗按此量程進行檢9驗，同時也建議用戶在此量程範圍內(nei) 選用儀(yi) 表；後一個(ge) 參數為(wei) 保證傳(chuan) 感器穩定工作的上限流量範圍。
（2）流量（液體(ti) ）測量精度：
流量計精度 | 測量誤差 | 重複性 |
0.1% | ±0.1%±（零點穩定性/測量值）% | 1/2測量誤差_% |
0.15% | ±0.15%±（零點穩定性/測量值）% | 1/2測量誤差_% |
0.2% | ±0.2%±（零點穩定性/測量值）% | 1/2測量誤差_% |
（3）密度（液體(ti) ）測量範圍和精度：
測量範圍：0.3～3.000g/cm3、測量精度：±0.002g/cm3
（4）溫度測量範圍和精度：
測量範圍：-200～350℃、測量精度：±1℃
（5）被測介質工作溫度：
-200℃～350℃、標準型：-50～200℃、高溫型：-50～350℃、低溫型：-200～200℃
（6）適用環境溫度：-40℃～60℃
（7）材質：測量管為(wei) 316L 外殼為(wei) 304
（8）工作壓力：0～4.0MPa、注：傳(chuan) 感器的實際耐壓各規格不同，這裏隻是標準耐壓。
（9）防爆標誌：Ex d [ia]ⅡC T6 Gb
第三部分 流量信號轉換器
一、概述
流量信號轉換器是與(yu) 科氏質量流量計傳(chuan) 感器配套使用的流量測量信號轉換儀(yi) 表。它由信號基礎轉換器及顯示器組合而成，具有傳(chuan) 感器振管驅動、相位信號檢測、流量運算顯示、流量積算、信號遠距離傳(chuan) 輸等功能，與(yu) 我公司生產(chan) 的科氏質量流量傳(chuan) 感器合為(wei) 一體(ti) ，組成具有就地顯示功能的質量流量計。現已開發配套的轉換器有四種型號。轉換器的設計充分考慮了不同用戶的使用要求，除正常測量顯示介質質量流量、密度、溫度、累計流量值，還可實現單向計量控製、質量流量/ 體(ti) 積流量換算顯示測量、介質濃度測量、管道吹掃辨別等多種附加功能。同時具有現場自動對 零、故障狀態顯示報警、超量報警提示、多種標準脈衝(chong) 頻率輸出選擇等功能，方便儀(yi) 表的使用和維護。
各型號轉換器功能參數列表如下：表 3.1
二、主要技術參數
第四部分 流量計的選用、安裝、使用
一、流量計的選用
質量流量計的選型一般應考慮以下若幹原則：
（1）介質適用範圍及安全性
介質的可測性：科氏質量流量計可測量流體(ti) 範圍比較廣，但也有一些場合不適合直接選用。例如團狀流流量（氣體(ti) 在液體(ti) 流體(ti) 中以氣體(ti) 團狀混合在一起）、脈動流流量（低速柱塞泵輸送的流體(ti) ）等。在這些場合需要采用質量流量計時必須采取相應的輔助措施。
介質的腐蝕性：標準規格質量流量計傳(chuan) 感器振管材質為(wei) 316L 不鏽鋼，外殼為(wei) 304 不鏽鋼。選用時必須確認傳(chuan) 感器材質（尤其是振管材質）對介質測量良好的防腐蝕能力。若上述材質不合適，應選用防腐型傳(chuan) 感器。
介質溫度、儀(yi) 表耐壓等級：標準型號傳(chuan) 感器介質適用溫度範圍為(wei) -50～200℃、耐壓為(wei) 4MPa，當使用條件超出此範圍時必須選用特殊規格傳(chuan) 感器。
環境使用條件：流量計技術手冊(ce) 標明了傳(chuan) 感器及轉換器的使用環境溫度條件。當超出規定條件使用時儀(yi) 表可能出現不能正常顯示等現象，在高寒地區室外安裝使用時、在高溫環境使用時必須注意這一點，並采取相應的措施。
防爆及防護性能：我公司產(chan) 品轉換器的防爆標準是隔爆型，而傳(chuan) 感器的防爆標準是安全火花型的，選用時應注意防爆標記是否適合使用環境防爆等級需要。轉換器的防護等級為(wei) IP67，一般可在室外直接安裝使用，當經常濕淋時應采取相應的措施。
（2）流量測量參數的合理性
流量計測量範圍的覆蓋性：能夠覆蓋整個(ge) 流量測量範圍是儀(yi) 表安全運行的需要。必須避免一味追求測量精度而選用較小的量程範圍而可能出現超出量程的測量出現。較佳測量範圍的使用及儀(yi) 表使用準確度：質量流量計的正常測量範圍選用在標準量程的1/3 至 2/3 比較合適。此時不僅(jin) 能保證基本測量準確度，而且壓力損失也比較小。使用在過小的量程範圍可能會(hui) 引起實際測量準確度的下降，而選用在上限的量程使用時可能會(hui) 引起壓力損失的增大。
（3）允許壓力損失的考慮
儀(yi) 表選用時必須考慮儀(yi) 表壓力損失在合理範圍之內(nei) （尤其是縮徑選用傳(chuan) 感器時），過大的壓力損失會(hui) 浪費能源，一味地追求減小壓力損失，可能會(hui) 增大測量誤差。量程參數表中給出了標準量程及上限的量程，我們(men) 建議用戶選用一般應選用量程在標準量程範圍之內(nei) 。
（4）流量計的維護性及其他相關(guan) 因素
這裏包括儀(yi) 表的安裝、維護的方便性因素；儀(yi) 表電源的適配性；信號輸送及監控的需要等。
二、流量計的安裝
（1）流量計安裝的基本要求
質量流量計傳(chuan) 感器安裝應使傳(chuan) 感器流向標識與(yu) 流體(ti) 流向一致；科氏質量流量計是根據測量管振動原理測量的流量儀(yi) 表，因此傳(chuan) 感器安裝時應考慮相關(guan) 管路做堅固的支撐，避免儀(yi) 表及相關(guan) 管路產(chan) 生震動；若強烈的管道振動不可避免時，建議用柔性管將管道係統與(yu) 儀(yi) 表傳(chuan) 感器隔離；安裝時連接法蘭(lan) 麵應相互平行，使兩(liang) 個(ge) 法蘭(lan) 的中心位於(yu) 同一軸線，避免產(chan) 生附加應力；測量液體(ti) 流量時應盡可能使流體(ti) 流向從(cong) 下至上，同時應避免儀(yi) 表安裝在管路最高處，防止管路氣體(ti) 聚集影響儀(yi) 表的正常工作。
（2）流量傳(chuan) 感器的安裝方向
流量傳(chuan) 感器的安裝基本原則是必須保證傳(chuan) 感器內(nei) 的振管在垂直狀態工作。流量計振管可以垂直向下安裝、也可以垂直向上安裝、或者旗式安裝或者斜向旗式安裝，但一定避免橫向安裝（此時振管不僅(jin) 受到科氏力的作用，還要受到振管重力的作用，使測量不能正常進行）。
常見故障排除表
故障現象 | 故障原因 | 解決(jue) 方法 |
零點漂移大
| 1.流量計中介質是否滿管，且不流動。 2.流量計安裝管道是否固定，附近是否有較強振源或變頻器等幹擾 3.傳(chuan) 感器安裝有應力 | 1.打料等方式使流量計滿管，關(guan) 閉流量計兩(liang) 端閥門 2.加支撐或改用軟管連接 3.連接管路與(yu) 傳(chuan) 感器接口要同一軸心 |
瞬時流量顯示不正常
| 1.管道實際流量是否超過儀(yi) 表設置的最大量程。 2.連接傳(chuan) 感器管線是否有強烈振動。 3.查看流量計零點是否正常。 4.檢查儀(yi) 表的 F0和 DP 值，判斷儀(yi) 表是否正常工作。 | 1.減小管道流量或者重新設置流量計最大流量 2.加支撐或改用軟管連接 3.滿足校準條件的情況下，校準零點。 4.儀(yi) 表工作不正常聯係售後 |
密度顯示不穩定
| 1.通過液晶屏或通訊軟件查看F0值是否正常（正常值＞50Hz，且數值穩定） 2.檢測傳(chuan) 感器引腳參數是否正常 | 1.管道中是否有氣泡，並查找氣泡產(chan) 生原因 （如調節閥安裝位置不正確） 2.如不正常，聯係廠家售後 |
儀(yi) 表沒有顯示 | 1.儀(yi) 表電源是否正常 2.測量接線板24V電源是否正常 | 檢查電源電壓和接線端子，確保24V電源工作正常 |
通訊無信號 | 檢查通訊線是否接反或短線 | 檢查線路或者A、B調換接線 |
三、流量計的運行
（1）流量計的零點調整
流量計初始安裝時可能產(chan) 生安裝應力，此應力可能使流量計零點發生變化，使測量產(chan) 生 誤差。因此流量計初始安裝後必須檢查流量計零點。若零點發生變化應進行零點校正操作。
零點校正準備工作包括：流量計預熱運行，用被測介質濕潤傳(chuan) 感器使其溫度接近正常工 作溫度；然後停止介質流動（關(guan) 閉流量計兩(liang) 側(ce) 閥門），確保傳(chuan) 感器處在滿管狀態；等待 3～5 分鍾，確保流體(ti) 停止流動狀態；采取措施保證管路及傳(chuan) 感器處在靜止狀態，防止管路振 動等影響正確的調零過程。
按轉換器說明書(shu) 零點校正操作的說明進行零點校正操作，此時指示燈有顯示，表示正在 進行零點校正（對零操作持續幾秒時間），直到狀態指示燈滅，儀(yi) 表正常顯示，儀(yi) 表對零結束， 此過程約需幾十秒時間。
（2）流量計的使用維護
質量流量計由其結構特點決(jue) 定使用中一般不需要特殊的維護。但是在一些特殊使用狀態下 應采取適當地維護措施，以保證流量計的準確可靠運行。例如： 流體(ti) 內(nei) 有顆粒物有可能積存在振管內(nei) 時，應定期檢查和排除，以免影響流量計的正常使用； 測量介質有可能粘附在振管內(nei) 壁時，應定期進行吹掃以免影響流量計的正常使用； 測量介質內(nei) 有顆粒物並有可能磨損振管時，應及時檢查處理等等。
（3）常見故障及處理
在安裝投用和使用過程中，如果發現流量計工作異常，應判定故障原因。 故障原因可分成兩(liang) 種：應用問題和流量計係統問題。應用問題較為(wei) 複雜，如工藝、介質狀 態變化等引起的測量波動誤差，應根據實際情況分析，本章主要講述流量計係統故障原因和解決(jue) 辦法。
對流量計的故障診斷，用戶可以借助麵板上的 LED 指示燈和 LCD 顯示器，LED 指示燈的不 同顏色代表流量計的工作狀態，利於(yu) 用戶察看工作狀態；LCD 顯示器能顯示變送器自診斷的報 警信息，利於(yu) 用戶進行判斷並定義(yi) 故障。 2223 此外，在測試傳(chuan) 感器靜態電阻值和連接線纜時，會(hui) 用到手持數字萬(wan) 用表。
