石化行业罗斯蒙特质量流量计测量原理及应用简析

时间:2021-11-11 01:19 作者:明博体育
本文摘要:前言 罗斯蒙特质量流量计普遍应用于石化等领域,在我厂主要产品如乙烯、丙烯和主要原料轻烃等的测量中用于可信,精度高约1.7,为我厂的能源、物料的流量测量提升了准确度,防止了不必要的损失,建构了相当可观的经济效益。 质量流量测量原理 一台质量流量计的计量系统还包括一台传感器和一台用作信号处理的变送器。

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前言  罗斯蒙特质量流量计普遍应用于石化等领域,在我厂主要产品如乙烯、丙烯和主要原料轻烃等的测量中用于可信,精度高约1.7,为我厂的能源、物料的流量测量提升了准确度,防止了不必要的损失,建构了相当可观的经济效益。  质量流量测量原理  一台质量流量计的计量系统还包括一台传感器和一台用作信号处理的变送器。

Rosemount质量流量计依据牛顿第二定律:力=质量加速度(F=ma)  如图1右图,当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度转动的管道内移动时,质点不受两个分量的加速度及其力:  (1)法向加速度,即向心加速度r,其量值相等2r,朝向P轴;  (2)切向角速度t,即科里奥利加速度,其值相等2V,方向与r横向。由于填充运动,在质点的t方向上起到着科里奥利力Fc=2Vm,管道对质点起到着一个偏移力-Fc=-2Vm。

  当密度为的流体在转动管道中以恒定速度V流动时,任何一段长度x的管道将受到一个切向科里奥利力Fc:Fc=2VAx(1)  式中,A管道的流通截面积。  由于不存在关系式:mq=VA  所以:Fc=2qmx(2)  因此,必要或间接测量在转动管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。  传感器内是U型流量管(图2),在没流体流经流量管时,流量管由加装在流量管端部的电磁驱动线圈驱动,其振幅大于1mm,频率大约为80Hz,流体流向流量管时被强迫拒绝接受流量管的上下横向运动。

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在流量管向下振动的半个周期内,流体镇压管子向下运动而对流量管产生一个向上的力;反之,流入流量管的流体对流量管产生一个向下的力以镇压管子向上运动而使其横向动量增加。这之后造成流量管产生变形,在振动的另外半个周期,流量管向上振动,变形方向则忽略,这一变形现象被称作科里奥利(Coriolis)现象,即科氏力。

  根据牛顿第二定律,流量管变形量的大小几乎与流经流量管的质量流量大小成正比,加装于流量管两侧的电磁信号检测器用作检测流量管的振动。当没流体流到流量管时,流量管不产生变形,两侧电磁信号检测器的检测信号是同振幅的(图3);当有流体流经流量管时,流量管产生变形,从而造成两个检测信号产生相位差,这一相位差的大小必要正比于流经流量管的质量流量。  由于这种质量流量计主要依赖流量管的振动来展开流量测量,流量管的振动,以及流到管道的流体的冲力产生了科氏力,导致每个流管产生挽回,挽回量与振动周期内流到流管的质量流速成正比。

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由于一个流管的变形迟缓于另一流管的变形,质量管上的传感器输入信号可通过电路较为,来确认变形量。  电路中由时间差检测器测量左右检测信号之间的迟缓时间。

这个时间差T经过数字量测量、处置、滤波以增加噪声,提升测量分辨率。时间差乘上流量标定系数来回应质量流量。

由于温度影响流管钢性,科氏力产生的变形量也将不受温度影响。被测量的流量大大由变送器调整,后者随时检测硬在流管外表上的铂电阻温度计输入。变送器用一个三相的电阻温度计电桥缩放电路来测量传感器温度,放大器的输入电压转化成频率,并由计数器数字化后读取微处理器。

  密度测量原理  流量管的一端被相同,而另一端是权利的。这一结构可看作一重物挂在弹簧上包含的重物/弹簧系统,一旦被施予一运动,这一重物/弹簧系统将在它的谐振频率上振动,这一谐振频率与重物的质量有关。质量流量计的流量管是通过驱动线圈和对系统电路在它的谐振频率上振动,振动管的谐振频率与振动管的结构、材料及质量有关。

振动管的质量由两部分构成:振动管本身的质量和振动管中介质的质量。每一台传感器生产好后振动管本身的质量就确认了,振动管中介质的质量是介质密度与振动管体积的乘积,而振动管的体积对每种口径的传感器来说是相同的,因此振动频率必要与密度有适当的关系,那么,对于确认结构和材料的传感器,介质的密度可以通过测量流量管的谐振频率取得。


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