科里奥利质量流量计传感器零点模型研究及应用

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  摘要:corioli质量测量仪是工业生产和贸易领域常用的测量仪器,由两部分组成:传感器和发射机。作为实际生产和贸易的一部分,一旦流体在振动管中循环,就会产生与质量流量成比例的修正力,从而能够快速测量诸如质量流量、密度和流体温度等元素。科里奥利质量流量计的测量比其他测量验证手段更精确,测量过程稳定安全,但受多种因素影响,测试仪在实际应用中也可能出现验证错误,大大降低了质量流量计的验证质量新时期corioli质量计检定误差控制已成为电力化工企业标准化生产的关键要素。本文在此基础上研究科里奥利质量流量计传感器零模型的研究与应用,以供参考。
  关键词:科里奥利;质量流量计;传感器;零点模型研究及应用
  引言
  目前,我国炼油企业和石油企业广泛使用优质流量计测量炼油贸易转移和矿山测量。质量流量计的性能指标很多,最重要的是仪表的精度、重复性和零稳定性。其中,零稳定性反映了流量计测量零流量的能力,可视为消除管道系统中的干涉或最小流量变化的能力。质量流量计定期检查,基本上可以保证测量的准确性。然而,在长期使用期间,零不稳定性仍可能对措施产生重大影响。为此,分析了科里奥利质量流量计零不稳定性对测量误差的影响,并提出了相应的解决办法。
  1基本原理
  科里奥氏体流量计基于旋转系统中使用线性运动第一点的mcf力效应,由于惯性与旋转系统产生的线性运动偏移,传感器结构体内有两条平行的u形管, 顶部安装驱动线圈,两端安装检测线圈,振荡管两端同时安装的检测线圈将产生两组具有不同相位的信号,这两组信号的相位差异与通过传感器和计算机的流体质量流量成正比 当不同介质通过传感器时,振荡管的主振荡频率不同,并相应计算介质密度。此外,传感器振动管上安装的铂电阻间接测量介质温度。
  2科里奥利质量流量计使用现状
  科里奥利质谱仪是一种利用科里奥利原理制造的直接质量流量仪,其中流体在旋转系统中同时沿直线运动,产生与质量流量直接成比例的科伊力。CMF在中国的应用随后开始。从1980年代中期开始,随着少数设备的引进和进口,直到一些个别进口需要进行技术改造,科里奥利质量流量计已广泛用于石油化工、食品和金属工业。从1980年代中期开始,随着少数设备的引进和进口,直到一些个别进口需要进行技术改造,科里奥利质量流量计已广泛用于石油化工、食品和金属工业。它是目前世界上最先进的流量测量工具之一。
  3传感器零点建模
  如图1所示,科里奥利质量流量计是运用传感器在固有频率下的共振替代回转运动,从而获得科氏力相位差,其核心是振动管的简谐振动。从振动理论可知,振动模态存在正交性,且存在无限个模态,以典型的U型振动管为例,其前5阶振动模态如图2所示。
  图2(a)为U型振动管基频的振动模态。如图6所示,由振动幅频特性可知,任一振动模态对激励的响应满足下面公式。
  其中,A表示激励幅值;Wi(x,y)表示第i阶模态的形状系数,代表振动管上各点在第i阶模态时偏离振动管结构平面的程度;设处于第i阶模态的振动管上偏离结构平面为1mm的位置点,其Wi=1。Hi(ω)表示第i阶模态对激励ω的机械放大倍数。φi表示第i阶模态滞后于激励的相位差;ξi表示第i阶模态的等效阻尼系数。当传感器稳态工作时,振动管将以基频ω1的模态和频率为主振动形式进行谐振,而其余各阶模态则进入受迫振动,所有的模态都會对基频的激励产生响应,因此,振动管在基频激励下产生的幅值响应Z是所有模态响的叠加。科里奥利质量流量计通过振动管两侧的信号检测器检出信号,其位置通常设置在振动管左右两侧对称、且尽可能靠近科氏力最大变形量的位置。由此,我们可以得到科里奥利质量流量计传感器零点的特性:传感器的零点Δts与主振动频率f1呈倒数关系。由于ω1>0,因此,Δts与K同符号;又因K系数的符号由振动管的结构决定,所以,传感器零点的漂移不会发生符号变化。
  4检定流程
  静质量法、静体积法或标准表法是液体介质CMF验证的三种基本方法。目前,使用静态质量标准化设备更为普遍。具体的检定规程是:根据现行的国家检定规程进行相关设备的安装,然后将检定装置电路、串联仪表和流量计连接好,进行通电预热,预热时间控制在30接下来,在手工操作人员或通信软件设备的支持下,检查流量计参数,实现数据输出方法的合理设计;检查时采用脉冲输出方式。随后,设备流量将按照qmax、0.5qmax、0.2qmax、qmin和qmax流量点的顺序进行控制,此时每个流量点的验证至少要进行三次。最后,调整仪器范围、频率系数和流量系数后,进行检测压力优化,测试设备和运行标准流量计,进行标准侧和流量计测量,计算测量误差,计算流量测量误差.
  5提高测量准确度的方法
  零稳定性始终存在,为了确保corioles质量流量计的累积流量(或瞬时流量)的准确性,总有一个小流量去除功能,即根据法规或检查标准设置流量点的阈值流量。当流量低于阈值(通常在0.1%到1.0%之间)(流量百分比)时,其功能是不显示和累积流量,或者可以根据不同媒体或环境的需要进行定制。在实践中,如果不设定临界流量,即不去除微小流量,科里奥利质量流量计就无法得到很好的应用。此外,在进行核查之前,必须先将仪器归零,归零的目的是确定流量测量的基线。在设置为零之前,应确保质量流量计安装不受限制,并在70%的最大流量下至少预热20-30分钟,直至流量计量管的温度与所测介质的温度相符。然后关闭流量计前后的阀门,使液体充满管道和计量管道,保持静止。当测量管中的流体处于非稳态时,在归零时,会影响质量流量计的精确测量。因此,此时必须将阈值流设置为零,然后在设置为零后返回到原始设置。
  结束语
  科里奥利质量流量计的制造技术越来越成熟,还有很多其他方面需要探讨。特别是,核查工作中仍然存在许多错误因素,有关技术人员要不断改进专业知识的学习,进行有针对性的实验和研究,准确判断和分析错误的根源,并提出适当的解决办法,还有很长的路要走 选择适当的验证材料并优化结构设计,以确保测量数据的准确性和可靠性,并促进验证错误工作的顺利进行。
  参考文献:
  [1]张扬.科里奥利流量计多频率驱动方法与应用研究[D].天津大学,2019.
  [2]宋帅.科里奥利质量流量计的结构分析与相位差算法研究[D].重庆大学,2018.
  [3]王力.科里奥利式质量流量计的改进设计[D].中南林业科技大学,2018.
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