科里奧利質量流量計傳感器零點模型研究及應用

陳剛

摘要：corioli質量測量儀是工業生產和貿易領域常用的測量儀器，由兩部分組成：傳感器和發射機。作為實際生產和貿易的一部分，一旦流體在振動管中循環，就會產生與質量流量成比例的修正力，從而能夠快速測量諸如質量流量、密度和流體溫度等元素。科里奧利質量流量計的測量比其他測量驗證手段更精確，測量過程穩定安全，但受多種因素影響，測試儀在實際應用中也可能出現驗證錯誤，大大降低了質量流量計的驗證質量新時期corioli質量計檢定誤差控制已成為電力化工企業標準化生產的關鍵要素。本文在此基礎上研究科里奧利質量流量計傳感器零模型的研究與應用，以供參考。

關鍵詞：科里奧利;質量流量計;傳感器;零點模型研究及應用

引言

目前，我國煉油企業和石油企業廣泛使用優質流量計測量煉油貿易轉移和礦山測量。質量流量計的性能指標很多，最重要的是儀表的精度、重復性和零穩定性。其中，零穩定性反映了流量計測量零流量的能力，可視為消除管道系統中的干涉或最小流量變化的能力。質量流量計定期檢查，基本上可以保證測量的準確性。然而，在長期使用期間，零不穩定性仍可能對措施產生重大影響。為此，分析了科里奧利質量流量計零不穩定性對測量誤差的影響，并提出了相應的解決辦法。

1基本原理

科里奧氏體流量計基于旋轉系統中使用線性運動第一點的mcf力效應，由于慣性與旋轉系統產生的線性運動偏移，傳感器結構體內有兩條平行的u形管， 頂部安裝驅動線圈，兩端安裝檢測線圈，振蕩管兩端同時安裝的檢測線圈將產生兩組具有不同相位的信號，這兩組信號的相位差異與通過傳感器和計算機的流體質量流量成正比 當不同介質通過傳感器時，振蕩管的主振蕩頻率不同，并相應計算介質密度。此外，傳感器振動管上安裝的鉑電阻間接測量介質溫度。

2科里奧利質量流量計使用現狀

科里奧利質譜儀是一種利用科里奧利原理制造的直接質量流量儀，其中流體在旋轉系統中同時沿直線運動，產生與質量流量直接成比例的科伊力。CMF在中國的應用隨后開始。從1980年代中期開始，隨著少數設備的引進和進口，直到一些個別進口需要進行技術改造，科里奧利質量流量計已廣泛用于石油化工、食品和金屬工業。從1980年代中期開始，隨著少數設備的引進和進口，直到一些個別進口需要進行技術改造，科里奧利質量流量計已廣泛用于石油化工、食品和金屬工業。它是目前世界上最先進的流量測量工具之一。

3傳感器零點建模

如圖1所示，科里奧利質量流量計是運用傳感器在固有頻率下的共振替代回轉運動，從而獲得科氏力相位差，其核心是振動管的簡諧振動。從振動理論可知，振動模態存在正交性，且存在無限個模態，以典型的U型振動管為例，其前5階振動模態如圖2所示。

圖2（a）為U型振動管基頻的振動模態。如圖6所示，由振動幅頻特性可知，任一振動模態對激勵的響應滿足下面公式。

其中，A表示激勵幅值;Wi（x，y）表示第i階模態的形狀系數，代表振動管上各點在第i階模態時偏離振動管結構平面的程度;設處于第i階模態的振動管上偏離結構平面為1mm的位置點，其Wi=1。Hi（ω）表示第i階模態對激勵ω的機械放大倍數。φi表示第i階模態滯后于激勵的相位差;ξi表示第i階模態的等效阻尼系數。當傳感器穩態工作時，振動管將以基頻ω1的模態和頻率為主振動形式進行諧振，而其余各階模態則進入受迫振動，所有的模態都會對基頻的激勵產生響應，因此，振動管在基頻激勵下產生的幅值響應Z是所有模態響的疊加。科里奧利質量流量計通過振動管兩側的信號檢測器檢出信號，其位置通常設置在振動管左右兩側對稱、且盡可能靠近科氏力最大變形量的位置。由此，我們可以得到科里奧利質量流量計傳感器零點的特性：傳感器的零點Δts與主振動頻率f1呈倒數關系。由于ω1>0，因此，Δts與K同符號;又因K系數的符號由振動管的結構決定，所以，傳感器零點的漂移不會發生符號變化。

4檢定流程

靜質量法、靜體積法或標準表法是液體介質CMF驗證的三種基本方法。目前，使用靜態質量標準化設備更為普遍。具體的檢定規程是：根據現行的國家檢定規程進行相關設備的安裝，然后將檢定裝置電路、串聯儀表和流量計連接好，進行通電預熱，預熱時間控制在30接下來，在手工操作人員或通信軟件設備的支持下，檢查流量計參數，實現數據輸出方法的合理設計;檢查時采用脈沖輸出方式。隨后，設備流量將按照qmax、0.5qmax、0.2qmax、qmin和qmax流量點的順序進行控制，此時每個流量點的驗證至少要進行三次。最后，調整儀器范圍、頻率系數和流量系數后，進行檢測壓力優化，測試設備和運行標準流量計，進行標準側和流量計測量，計算測量誤差，計算流量測量誤差.

5提高測量準確度的方法

零穩定性始終存在，為了確保corioles質量流量計的累積流量（或瞬時流量）的準確性，總有一個小流量去除功能，即根據法規或檢查標準設置流量點的閾值流量。當流量低于閾值（通常在0.1%到1.0%之間）（流量百分比）時，其功能是不顯示和累積流量，或者可以根據不同媒體或環境的需要進行定制。在實踐中，如果不設定臨界流量，即不去除微小流量，科里奧利質量流量計就無法得到很好的應用。此外，在進行核查之前，必須先將儀器歸零，歸零的目的是確定流量測量的基線。在設置為零之前，應確保質量流量計安裝不受限制，并在70%的最大流量下至少預熱20-30分鐘，直至流量計量管的溫度與所測介質的溫度相符。然后關閉流量計前后的閥門，使液體充滿管道和計量管道，保持靜止。當測量管中的流體處于非穩態時，在歸零時，會影響質量流量計的精確測量。因此，此時必須將閾值流設置為零，然后在設置為零后返回到原始設置。

結束語

科里奧利質量流量計的制造技術越來越成熟，還有很多其他方面需要探討。特別是，核查工作中仍然存在許多錯誤因素，有關技術人員要不斷改進專業知識的學習，進行有針對性的實驗和研究，準確判斷和分析錯誤的根源，并提出適當的解決辦法，還有很長的路要走 選擇適當的驗證材料并優化結構設計，以確保測量數據的準確性和可靠性，并促進驗證錯誤工作的順利進行。

參考文獻：

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