科里奥利质量流量计的选用

AMF系列

科里奥利质量流量计

用户手册

加拿大处弗洛有限公司

TRUFLOWCANADA

INC.目录

0前言...........................................................................1

设备检查.......................................................................1

公司信息.......................................................................1

1安全说明...................................................................1

1.1法律和指令...........................................................1

1.2危险区域安装.......................................................1

2原理及应用...............................................................2

2.1测量原理...............................................................2

2.2应用.......................................................................2

2.3设计.......................................................................2

3AMF系列技术规格....................................................3

科里奥利质量流量计

1 概论

科里奥利质量流量计（以下简称CMF）是利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。

基于科里奥利原理的流量仪表的开发始于20世纪50年代初，但直到70年代中期，由美国高准(MicroMotion)公司首先推向市场。到80年代中后期各国仪表厂相继开发，迄1995年世界已有40家以上仪表制造厂推出各种结构的CMF。到1995年世界范围CMF装用量估计在18万～20万台之间，1995年销售量估计在4万～4.5万台之间。

我国CMF的应用起步较晚，从80年代中期引进成套装置附带进口少量仪表开始，到技术改造所需单台进口一定数量，迄1997年估计装用量在3500~4500台之间。1997年我国已有4家制造厂自行开发CMF供应社会，如太行仪表厂已有完整的IZL系列；还有几家制造厂组建合资企业或引进国外技术生产系列仪表。

2 原理和结构

如图1所示，当质量为m的质点以速度υ在对p轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受到两个分量的加速度及其力。

1)、法向加速度 即向心力

加速度αr，其量值等于ω2r，方向朝向P轴；

2）、切向加速度αt 即科里奥利加速度，其量值等于2ωυ，方向与αr垂直。由于复合运动，在质点的αt方向上作用着科里奥利Fc=2ωυm，管道对质点作用着一个反向力-Fc= -2ωυm。

当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时，任何一段长度Δx的管道 都将受到一个ΔFc的切向科里奥利力。

（1）

式中 A——管道的流通内截面积。由于质量流量计流量即为δm，δm=ρυA，所以

（2）

因此，直接或间接测量在旋转管道中流动流体产生的科里奥利力就可以测的得质量流量，这就是CMF的基本原理。

然而通过旋转运动产生科里奥利力是困难的，目前产品均代之以管道振动产生的，即由两断端固定的薄壁测量管，在中点处以测量管谐振或接近谐振的频率（或其高次谐波频率）所激励，在管内流动的流体产生科里奥利力，使测量管中点前后两半段产生方向相反的挠曲，用光学或电磁学方法检测挠曲量以求得质量流量。

科里奥利质量流量计

科里奥利质量流量计（Coriolis Mass Flowmeter）简称科氏力流量计，是利用流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理测量的。由于它实现了真正意义上的高精度的直接流量测量，具有抗磨损、抗腐蚀、可测量多种介质及多个参数等诸多优点，现已在石油化工、制药、食品及其他工业过程中广泛应用。

科氏力质量流量计计量准确、稳定、可靠，在需要对流体进行精确计量或控制的场合选用较多，但其售价较高，在不需要精确计量及控制的场合一般选用其他质量流量计代替。科氏力质量流量计对于液体和气体都可选用，但是在现场应用中，氢气流量的精确测量一般都选用热式质量流量计。

在我国，艾默生高准公司的科里奥利质量流量计已在兰州石化、安庆石化、新疆塔河油田、中国海洋石油等中低压天然气中的流量计量得到良好的应用。2007年末，高准公司的科里奥利质量流量计，顺利通过了中国最权威的原油大流量计量站成都天然气流量分站（CVB）的天然气实流测试，测量精度达到0.5％，并具有良好的重复性。

1 科里奥利质量流量计的工作原理

科氏力流量计由传感器和变送器两大部分组成。其中传感器用于流量信号的检测，主要由分流器、测量管、驱动、检测线圈和驱动、检测磁钢构成，如图1所示。

变送器用于传感器的驱动和流量检测信号的转换、运算及流量显示、信号输出，变送器主要有电源、驱动、检测、显示等部分电路组成。所有流量计都必须人为地建立一个旋转体系，以双“U”型测量管传感器为例，用电磁驱动的方法使“U”型测量管的回弯部分作周期性的微小振动。这相当于使“U”型管绕一个固定轴（OO 轴）作周期性时上时下的旋转，其旋转方向周期性的变化，像钟摆一样运动。“U”型管的出入口段被固定，这样就建立一个以“U”形管出入口段为固定轴的旋转体系。传感器力学分析如图2所示。

当测量管向上振动但无流体流过时，运用右手螺旋法则，四指指向旋转方向，则大拇指指向的方向为外加驱动的圆频率ω。当流体流入“U”形管时，由于惯性，流体将反抗“U”形测量管强加给它的垂直动量的改变：在“U”形管的入口段，在管子向上振动期间，流体将压管子向下，而在“U”形管的出口段，流体将推管子向上，于是测量管被扭曲如图3所示。

通用规格说明书

横河电机株式会社GS 01R04B04-00C-C第九版GS 01R04B04-00C-C ROTA MASS 󰀳系列 科里奥利质量流量和密度计

RCCT39/XRRCCT34-39/IRRCCS30-33RCCR31RCCF31+RCCS34-39/IR

目 录

特点1

测量原理1

性能规格2

正常工作条件3

机械规格4

电气规格5

远程电缆规格5

危险区域规格6

压力损失9

规划和安装提示10

尺寸12

型号，后缀代码和可选项代码18

ROTAMASS质量流量计分一体型和分离型两种类型，

每种类型都有高精度的数字信号处理电路，确保精确

而稳定的质量流量测量。

ROTAMASS使用隔爆型转换器壳体和相应的本安型检

测器，以适用于危险区域。

ROTAMASS的信号处理电路，防护外壳以及检测器对外

部应力和振动的特殊隔离系统，使它在实际应用中表现

出卓越的性能。

测量原理

根据科里奥利原理测量质量流量，几乎所有的流体都

可测量，包括多相流体，高

粘度液体(浆糊和泥浆)和

气液混合体。若测量特殊

液体(如磨料或高腐蚀性液

体)和气体，请联系横河电

机中国公司。特点

几乎可测量所有流体，包括高粘度液体，泥浆和多相流体

可提供现场安装和架装的分离型转换器

高精度的数字信号处理使测量精确稳定

特殊的检测器隔离系统大大减少外部应力和振动的干扰

简单的测量流路便于自动排空和清洗，可用于食品行业

在大量程下能确保高精度和高稳定度

精确的密度测量，误差小于±0.0005g/cm3

测量溶液、悬浊液和乳浊液的浓度(如含水率，纯油计算)

两个模拟量输出，两个脉冲量输出或状态输出和

一个状态输入作为标准I/O

多种防爆认证(ATEX，FM，IECEx，GOST/RTN，GOST K等)

温度范围：-200℃～+350℃

基于微处理器的高性能

断电期间EEPROM保存设定的参数和累计量

高清晰LCD显示

HART通信功能

可选基金会现场总线通信(参见GS 01R04B05-00ENE)