技術支持 TECHNICAL
聯係亚游集团
電話:029-88614438
郵箱:2096323450@qq.com
地址:西安市蓮湖區勞動路138號
資料下載

當前位置:首頁 - 技術支持 - 資料下載

羅斯蒙特質量流量計測量原理及在石化行業應用(一)

發布時間:2019-05-29

 



         羅斯蒙特質量流量計測量原理及在石化行業應用(一)
  羅斯蒙特質量流量計廣泛應用於石化等領域,是當今世界上最先進的流量測量儀表之一。
  
  一、質量流量測量原理
  
  一台質量流量計的計量係統包括一台傳感器和一台用於信號處理的變送器。Rosemount質量流量計依據牛頓第二定律:力=質量×加速度(F=ma)
  
  如圖1所示,當質量為m的質點以速度V在對P軸作角速度ω旋轉的管道內移動時,質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,其量值等於2ωr,朝向P軸;
  
  (2)切向角速度αt,即科裏奧利加速度,其值等於2ωV,方向與αr垂直。由於複合運動,在質點的αt方向上作用著科裏奧利力Fc=2ωVm,管道對質點作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。
  
  當密度為ρ的流體在旋轉管道中以恒定速度V流動時,任何一段長度Δx的管道將受到一個切向科裏奧利力ΔFc:ΔFc=2ωVρAΔx(1)
  
  式中,A—管道的流通截麵積。
  
  由於存在關係式:mq=ρVA
  
  所以:ΔFc=2ωqmΔx(2)
  
  因此,直接或間接測量在旋轉管中流動流體的科裏奧利力就可以測得質量流量。
  
  傳感器內是U型流量管,在沒有流體流經流量管時,流量管由安裝在流量管端部的電磁驅動線圈驅動,其振幅小於1mm,頻率約為80Hz,流體流入流量管時被強製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,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。這便導致流量管產生扭曲,在振動的另外半個周期,流量管向下振動,扭曲方向則相反,這一扭曲現象被稱之為科裏奧利(Coriolis)現象,即科氏力。
  
  根據牛頓第二定律,流量管扭曲量的大小完全與流經流量管的質量流量大小成正比,安裝於流量管兩側的電磁信號檢測器用於檢測流量管的振動。當沒有流體流過流量管時,流量管不產生扭曲,兩側電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的;當有流體流經流量管時,流量管產生扭曲,從而導致兩個檢測信號產生相位差,這一相位差的大小直接正比於流經流量管的質量流量。
  
  由於這種質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衝力產生了科氏力,致使每個流管產生扭轉,扭轉量與振動周期內流過流管的質量流速成正比。由於一個流管的扭曲滯後於另一流管的扭曲,質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後時間。這個“時間差”ΔT經過數字量測量、處理、濾波以減少噪聲,提高測量分辨率。時間差乘上流量標定係數來表示質量流量。由於溫度影響流管鋼性,科氏力產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整,後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化成頻率,並由計數器數字化後讀入微處理器。