小口徑質量流量計

一、測量原理

      JN系列U型、Ω形（三角形）小口徑質量流量計結構主體采用兩根并排的U形振動管，將流體導入管內，使之沿管內向前流動，則管子將強迫流體與之一起上下振動。流體為了反抗這種強迫振動，會給管子一個與其流動方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應力（科氏力）的作用下，入口段管與出口段管在振動的時間先后會出現相位時間差。這種差異與流過管子的流體質量流量的大小成正比。通過電路能檢測出這種時間差異的大小，則可測量出質量流量的大小。

      Ω形測量管質量流量計是常見結構，上海崢嵐公司的高精度科氏力質量流量計多采用這種結構。這種結構的流量計驅動器放在直管部分的中間位置，當管中流體以一定速度流動時，由于驅動器的振動作用，使管子分開或靠近。當管子分開時，在振點前的流體中產生的科里奧利力與振動力方向相反，減慢管子的運動速度；而在振點之后管中流體產生的科氏力與振動方向相同，加快管子的運動速度。當驅動器使管子靠近時，則產生相反的結果。在A、B兩點的傳感器可測的兩處管字運動的相位差，由此可得到流過測管中流體的質量流量。

      流體密度的測量可通過測量管道的頻率獲得。利用流量測量的一對信號檢測器可獲得代表諧振頻率的信號，一個溫度傳感器的信號用于補償溫度變化而引起的流量管鋼性的變化。用一個高頻時鐘來測量振動周期的時間，測量值經數字濾波，對溫度引起固有頻率的變化進行補償后，用傳感器密度標定系數來計算出過程流體的密度。

二、性能特點

（1）U型Ω形（三角形）科里奧利質量流量計具有同類產品無以倫比的高精度、小流量、高零點穩定性，可用于計量和貿易結算；

（2）測量具有很高的準確性、重復性、穩定性，液體測量正常精度0.3%-0.75%，高精度可達0.1%-2%，重復性可達0.1%；

（3）測量各類氣體的精度為0.75-1.5%，高精度0.5%；

（4）在流體通道內沒有阻流元件和可動部件，因而其可靠性好，使用壽命長。好的科氏力質量流量計可用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、技術參數

（1）小口徑質量流量計的主要參數為質量流量kg/h或kg/min,液體測量精度0.3-0.75%，高精度0.1%-0.2%。

（2）小流量氣體流量計一般專門用于氣體的流量測量，精度正常為0.75-1.5%。

（3）質量密度儀的主要參數是密度參數，正常量程設定為0-2.0g/cm3，精度0.001-0.002g/cm³。

（4）次要參數一般設定為質量流量、體積流量或密度參數或溫度參數，有時候會設定為狀態輸出、信號輸出或百分比輸出，比如量程的50%。

（5）輔助參數一般設定為溫度，溫度量程0-100℃，精度0.5-1℃。

（6）電源輸入24-60VDC，或85-265VAC，信號輸出4-20mA（HART通訊協議，或485通信協議、頻率脈沖輸出、總線DP協議、FF協議、PA通訊協議輸出）,可分別為密度、流量、溫度。舉例其中一款傳感器輸入輸出為：

電源輸入24VDC或220VAC；

主參數輸出，HART協議通訊；

頻率輸出；

485輸出。

（7）正常工作溫度-40℃~150℃，高溫傳感器一般采用分體式結構，環境溫度-10℃~80℃；

（8）工作壓力正常0-2MPa，管徑多為DN8-80，材料316L/904L；

（9）一體式或分體式質量密度儀，光敏鍵操作顯示，表頭可以設置參數，進行調零操作。

四、安裝注意事項

（1）務必滿管測量！半管測量、高比例氣液混合溶液測量都是大忌！

（2）垂直或水平管道安裝，U理想安裝方式是水平，能夠保證液體滿管測量。

（3）一般液體測量時，U型測量管向下。測量氣體時U型測量管朝上。

（4）質量流量計安裝位置應遠離能引起管道機械振動的干擾源，如工藝管線上的泵等。如果傳感器在同一管線上串聯使用，應特別防止由于共振而產生的相互影響，傳感器間的距離至少大于傳感器外形尺寸寬度的三倍。

（5）流量計傳感器的安裝位置應考慮工藝管線由于溫度變化引起的伸縮和變形，特別不能安裝在工藝管線的膨脹節附近。如果安裝在膨脹節附近，由于管道伸縮會造成橫向應力，使得傳感器零點發生變化，影響測量準確度。

（6）傳感器的安裝位置應遠離工業電磁干擾源，如大功率電動機、變壓器等，否則傳感器中測量管的自諧振動會受到干擾，速度傳感器檢測出來的微弱信號有可能被淹沒在電磁干擾的噪聲中。流量計傳感器應遠離變壓器、電動機至少5 米以上的距離。

（7）質量流量計傳感器的安裝位置應使管道內流體始終保證充滿傳感器測量管，且有一定憋壓，這就要求安裝位置應在管道的低端。

五、管徑大流通能力DN01-DN80

六、影響因數

   科氏力質量流量計的測量管對測量精度有一定的影響。上海崢嵐公司質量流量計研究人員經過多年的實踐，分析測量管對精度的影響因素。

（1）測量管的形狀

      測量系統彈性的增加，增大了作用于振動管系統的科氏力的效應，但也增大外界機械噪聲的干擾和儀表體積。測量管應盡量減少急劇彎曲，大可能的增大測量管內徑，這樣可以減少壓力損失。雙測量管型的信噪比得到增加，流通能力也增加，被普遍采用。

（2）管壁

      壁厚增加使管子更具有剛性，也增加了流動時管子的固定質量，減少了流體中夾雜氣體時由于其分布的不均勻引起比重變化對管子振動的影響，同時提高測量管耐壓、耐磨性，但會降低系統彈性，影響測量的靈敏性。

（3）制造和安裝

      測量管的形狀在制作過程應保證其對稱性，在雙測量管結構中應保證兩根管的一致性，傳感器的定位要準確，以減少測量中由于密度或粘度變化對測量結果的影響。流量質量分配的不穩定性，給測量結果的準確性帶來影響。

      從原理上講，測量管所受科氏力的大小只與流體的質量流量有關，與流體密度、粘度無關。但密度的變化會帶來附加的慣性力；而粘度的變化時測量管的內壁附著層不同，產生不同的邊界層效應。結果引起測量管的質量分配不穩定，對測量結果的準確度帶來影響。