科氏力質(zhì)量流量計是運用流體質(zhì)量流量對振動管振蕩的調(diào)制作用即科里奧利力現(xiàn)象為原理,以質(zhì)量流量測量為目的的質(zhì)量流量計,一般由傳感器和變送器組成。
一、質(zhì)量流量測量原理:
質(zhì)量流量計的計量系統(tǒng)包括傳感器和用于信號處理的變送器組成。Rosemount質(zhì)量流量計依據(jù)牛頓第二定律:力=質(zhì)量×加速度(F=ma),當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點以速度V在對P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時,質(zhì)點受兩個分量的加速度及其力:
(1)法向加速度,即向心加速度αr,其量值等于2ωr,朝向P軸;
(2)切向角速度αt,即科里奧利加速度,其值等于2ωV,方向與αr垂直。由于復(fù)合運動,在質(zhì)點的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm,管道對質(zhì)點作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。
當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動時,任何一段長度Δx的管道將受到一個切向科里奧利力ΔFc: ΔFc=2ωVρAΔx (1)
式中,A—管道的流通截面積。
由于存在關(guān)系式:mq=ρVA
所以:ΔFc =2ωqmΔx (2)
因此,直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管中流 動流體的科里奧利力就可以測得質(zhì)量流量。
傳感器
二、傳感器工作原理:
傳感器內(nèi)是U型流量管在沒有流體流經(jīng)流量管時,流量管由安裝在流量管端部的電磁驅(qū)動線圈驅(qū)動,其振幅小于1mm,頻率約為80Hz,流體流入流量管時被強制接受流量管的上下垂直運動。在流量管向上振動的半個周期內(nèi),流體反抗管子向上運動而對流量管施加一個向下的力;反之,流出流量管的流體對流量管施加一個向上的力以反抗管子向下運動而使其垂直動量減少。這便導(dǎo)致流量管產(chǎn)生扭曲,在振動的另外半個周期,流量管向下振動,扭曲方向則相反,這一扭曲現(xiàn)象被稱之為科里奧利(Coriolis)現(xiàn)象,即科氏力。
根據(jù)牛頓第二定律,流量管扭曲量的大小完全與流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量大小成正比,安裝于流量管兩側(cè)的電磁信號檢測器用于檢測流量管的振動。當(dāng)沒有流體流過流量管時,流量管不產(chǎn)生扭曲,兩側(cè)電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的;當(dāng)有流體流經(jīng)流量管時,流量管產(chǎn)生扭曲,從而導(dǎo)致兩個檢測信號產(chǎn)生相位差,這一相位差的大小直接正比于流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量。
由于這種質(zhì)量流量計主要依靠流量管的振動來進行流量測量,流量管的振動,以及流過管道的流體的沖力產(chǎn)生了科氏力,致使每個流管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)量與振動周期內(nèi)流過流管的質(zhì)量流速成正比。由于一個流管的扭曲滯后于另一流管的扭曲,質(zhì)量管上的傳感器輸出信號可通過電路比較,來確定扭曲量。
電路中由時間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯后時間。這個“時間差”ΔT經(jīng)過數(shù)字量測量、處理、濾波以減少噪聲,提高測量分辨率。時間差乘上流量標(biāo)定系數(shù)來表示質(zhì)量流量。由于溫度影響流管鋼性,科氏力產(chǎn)生的扭曲量也將受溫度影響。被測量的流量不斷由變送器調(diào)整,后者隨時檢測粘在流管外表上的鉑電阻溫度計輸出。變送器用一個三相的電阻溫度計電橋放大電路來測量傳感器溫度,放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)化成頻率,并由計數(shù)器數(shù)字化后讀入微處理器。
變送器 PC控制器
三、產(chǎn)品功能
1、帶底座,可移動式
2、帶三相電、兩相電輸出:可控制外部酒泵開啟和關(guān)閉;可控制外部電磁閥,電動開關(guān)等器件的開啟和關(guān)閉
3、可自由設(shè)置定量抽。焊鶕(jù)需要抽取的量進行設(shè)置,到抽取達到設(shè)定值,外部酒泵及電動開關(guān)自動關(guān)閉
4、中文液晶顯示,方便操作和讀取數(shù)據(jù)
5、可讀取溫度、重量、密度等在線檢測的數(shù)據(jù)
6、配備防爆三相電接口
7、配備防爆兩相電接口
8、固定干擾誤差可效正,如外部震動所產(chǎn)生的干擾
9、管道進出口接口可根據(jù)用戶要求制作
四、產(chǎn)品配置參數(shù)
1、傳感器:采用西門子品牌,材質(zhì)316L不銹鋼,計量準(zhǔn)確,計量精確度:0.1%
2、傳感器驅(qū)動器:采用西門子品牌及其核心技術(shù),性能穩(wěn)定,故障率低
3、PC控制器:采用我公司自主研制開發(fā)的PC控制器,中文液晶顯示,觸摸屏人機交互界面,操作簡單方便,可定量抽取,實現(xiàn)自動停機
4、配備輪式可以動底座
5、機體外殼材質(zhì):SUS304不銹鋼
6、配備管道式過濾器:可攔截比較大的雜質(zhì),
對后續(xù)設(shè)備起安全保障作用
7、配備防爆開關(guān)、防爆按鈕、防爆指示燈,防爆插銷
8、配備防爆酒泵,酒泵帶底座,可移動
9、配備防爆閥門
可移動式質(zhì)量流量計
常用規(guī)格:
型號 |
傳感器 |
計量精度 |
計量范圍 |
進出口徑 |
功能 |
RDZLJ-10 |
316L |
0.1%~0.15% |
0.15~10T/H |
DN25 |
可實現(xiàn)定量抽取,自動停機,顯示累計質(zhì)量、溫度、密度、質(zhì)量流量、 |
RDZLJ-20 |
316L |
0.20~20T/H |
DN40 |
||
RDZLJ-40 |
316L |
0.5~40T/H |
DN50 |