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沃森質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品概述

沃森質(zhì)量流量計(jì)是我公司根據(jù)科里奧利力原理開(kāi)發(fā)的一種新型的流量測(cè)量?jī)x表，可直接測(cè)量封閉管道內(nèi)流體的質(zhì)量流量和介質(zhì)的密度。流量計(jì)由流量測(cè)量傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器兩部分組成。

一、主要特點(diǎn)

1、能夠直接測(cè)量流體的質(zhì)量流量（這對(duì)能源的計(jì)量和化學(xué)反應(yīng)等生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)控制具有重要意義）

2、測(cè)量準(zhǔn)確度高（測(cè)量準(zhǔn)確度可保證在 0.1%～0.5%）

3、可測(cè)量范圍比較大，一般保證基本準(zhǔn)確度的可測(cè)比為 10:1 或 20:1

4、應(yīng)用范圍廣，除正常的流體測(cè)量外還可測(cè)量一般流體測(cè)量?jī)x表較難測(cè)量的工業(yè)介質(zhì)，

如高粘度流體、各種漿液、懸浮液等

5、可在線測(cè)量被測(cè)介質(zhì)的密度、溫度等參數(shù)，并以此派生測(cè)量溶液中溶質(zhì)的濃度

6、安裝要求不高，對(duì)上下游直管段沒(méi)有什么要求

7、運(yùn)行可靠、維修率低

二、應(yīng)用領(lǐng)域

沃森質(zhì)量流量計(jì)的特點(diǎn)確定了流量計(jì)可以在下述領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用：

1、流體能源、流體原料、產(chǎn)品的計(jì)量，例如石油、化工原料及產(chǎn)品的裝車（裝船）、卸車

2、石油、化工、食品、醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)物料的精準(zhǔn)計(jì)量、控制；

3、高粘度物料的在線計(jì)量，例如瀝青、重油、油脂的計(jì)量；

4、有懸浮物及固體顆粒物物料的計(jì)量，例如水泥漿、石灰漿的計(jì)量；

5、易凝固物料的保溫計(jì)量，例如瀝青等易凝固物料的計(jì)量實(shí)現(xiàn)保溫狀態(tài)工作；

6、中高壓氣體的精確計(jì)量，例如 CNG 石油天然氣的計(jì)量；

7、微小流量測(cè)量，例如精細(xì)化工及醫(yī)藥行業(yè)微小流量的測(cè)量；

8、在線測(cè)量介質(zhì)的密度，并以此派生出測(cè)量溶液的溶質(zhì)所含的濃度，例如石灰漿液石灰濃度的測(cè)量

9、超低溫介質(zhì)流量的測(cè)量，例如液氮、液氧等液化氣的測(cè)量；

10、高溫介質(zhì)的流量測(cè)量，例如高溫油（溫度可達(dá) 200～300℃）的測(cè)量；

11、高壓介質(zhì)的流量測(cè)量，例如石油鉆井固井用水泥漿流量的測(cè)量（高壓幾十 MPa)等。

三、工作原理

當(dāng)一個(gè)位于以 P 為固定點(diǎn)（旋轉(zhuǎn)中心）作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的管子內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)做朝向旋轉(zhuǎn)中心或離向旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一慣性力，原理如圖 1.1：

圖中質(zhì)量為δ_m的質(zhì)點(diǎn)以勻速υ在管道內(nèi)向右運(yùn)動(dòng)，而管道圍繞固定點(diǎn)P以角速度ω旋轉(zhuǎn)。此時(shí)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)將獲得兩個(gè)加速度分量：

1、法向加速度α_r（向心加速度），其量值等于ω²r,其方向朝向P點(diǎn)。

2、切向加速度α_t(科里奧利加速度)，其量值等于2ωυ，方向與α_r 垂直。

由切向加速度產(chǎn)生的作用力稱為科里奧利力，其大小等于Fc=2ωυδ_m。在圖1.1中流體δ_m=ρA×ΔX,因此科氏力可以表示為：

ΔFc=2ωυ×δm=2ω×υ×ρ×A×ΔX=2ω×δqm×ΔX

式中 A   為管道內(nèi)截面積

 δqm=δdm/dt=υρA

對(duì)于特定的旋轉(zhuǎn)管道，其頻率特性是一定的，ΔFc僅取決于δqm 。因此直接或間接測(cè)量科氏力就可以測(cè)量質(zhì)量流量?？剖显碣|(zhì)量流量計(jì)就是根據(jù)上述原理工作的。

實(shí)際的流量傳感器并非實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而代之以管道振動(dòng)。其原理示意如圖1.2、圖1.3、圖1.4所示。一個(gè)彎管道的兩端被固定，在兩個(gè)固定點(diǎn)的中間位置給管道施加振動(dòng)力(按管道的諧振頻率)，使其以固定點(diǎn)為軸以其自然頻率ω振動(dòng)。當(dāng)管道內(nèi)沒(méi)有流體流動(dòng)時(shí)，管道只受外加振動(dòng)力作用，管道兩個(gè)半段振動(dòng)方向相同，沒(méi)有相位差。當(dāng)有流體流動(dòng)時(shí)受管道內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)科氏力Fc的影響（在管道的兩個(gè)半段科氏力F1、F2大小相等、方向相反圖1.2），管道的兩個(gè)半段按相反的方向發(fā)生扭動(dòng)，產(chǎn)生相位差（圖1.3、圖1.4），這一相位差同質(zhì)量流量成正比。傳感器的設(shè)計(jì)就是把科氏力的測(cè)量轉(zhuǎn)為對(duì)振動(dòng)管兩側(cè)相位時(shí)差的測(cè)量，這就是科氏質(zhì)量流量計(jì)的工作原理。

第二部分 傳感器

一、傳感器的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

 1.傳感器外形結(jié)構(gòu)

 質(zhì)量流量計(jì)傳感器,根據(jù)振管結(jié)構(gòu)分為U型結(jié)構(gòu)及三角型結(jié)構(gòu)：DN3至 DN15為三角形結(jié)構(gòu)。

     三角形傳感器結(jié)構(gòu)外形如下圖所示。  

2. 傳感器結(jié)構(gòu)

    （1）普通型傳感器結(jié)構(gòu)如右圖所示。傳感器由測(cè)量管、測(cè)量管驅(qū)動(dòng)裝置、位置檢測(cè)器、支撐結(jié)構(gòu)、溫度傳感器、殼體等幾部分組成。

①支撐結(jié)構(gòu)：測(cè)量管固定在支撐結(jié)構(gòu)上，作為振動(dòng)系統(tǒng)的震動(dòng)軸心。

   ②測(cè)量管（振動(dòng)管）：由兩根平行彎管組成。

   ③位置檢測(cè)器：用于檢測(cè)測(cè)量管的扭曲變化。

④驅(qū)動(dòng)裝置：產(chǎn)生電磁力，用以驅(qū)動(dòng)測(cè)量管，使其以接近諧振頻率振動(dòng)。

   ⑤殼體：保護(hù)測(cè)量管和驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)裝置。

（2） 保溫型傳感器

保溫型傳感器 主要用于在常溫下容易凝固的介質(zhì)的流量測(cè)量。保溫型傳感器的外側(cè)有保溫夾層，使用時(shí)夾層內(nèi)通有保溫介質(zhì)，保證傳感器的一定的使用溫度，以保證介質(zhì)在流量計(jì)內(nèi)始終保持可流動(dòng)狀態(tài)。其結(jié)構(gòu)如圖2.5、圖2.6

1--保溫外殼：外殼為夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為傳感器的保護(hù)層，外層為保溫層。內(nèi)外夾層間可通蒸汽、熱水、熱油等保溫介質(zhì)，已達(dá)到傳感器保溫的目的。夾層耐壓根據(jù)用戶需要設(shè)定，用戶使用時(shí)保溫介質(zhì)的壓力不得大于標(biāo)注的設(shè)計(jì)壓力。保溫介質(zhì)的溫度根據(jù)用戶需要控制，但一般保溫介質(zhì)的溫度不得超過(guò)200℃。

2--傳感器連接法蘭

3--傳感器信號(hào)連接接頭。使用時(shí)與轉(zhuǎn)換器相連接。

4--傳感器支架體（分流器）

5--保溫介質(zhì)連接接頭：外殼兩側(cè)有保溫介質(zhì)的連接接頭，接頭形式及規(guī)格一般根據(jù)用戶要求配置。用戶的保溫介質(zhì)通過(guò)這兩個(gè)接頭引入、引出。保溫介質(zhì)的引入、引出管的配置根據(jù)需要要考慮傳感器連接法蘭及傳感器

支架（分流器）的保溫。

6--放水閥：保溫層底部安裝有針型閥，此閥門用于釋放保溫蒸汽產(chǎn)生的冷凝水或保溫介質(zhì)的排放。保溫蒸汽流通時(shí)（尤其是不流動(dòng)時(shí)）可能會(huì)產(chǎn)生冷凝水，冷凝水積存過(guò)多會(huì)影響保溫效果（甚至可能會(huì)產(chǎn)生氣錘現(xiàn)

象），因此需要及時(shí)排放積存的冷凝水?？紤]傳感器的外層絕熱保溫與工藝管路絕熱保溫相協(xié)調(diào)，傳感器出廠時(shí)外側(cè)沒(méi)有實(shí)施絕熱保溫。傳感器安裝完畢，并連接保溫介質(zhì)管后，根據(jù)需要應(yīng)由用戶實(shí)施絕熱保溫。

四、傳感器規(guī)格及技術(shù)參數(shù)

   1、傳感器規(guī)格、量程、零點(diǎn)穩(wěn)定性  

注：流量范圍給出了兩個(gè)參數(shù)，中間參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)流量范圍，一般出廠檢驗(yàn)按此量程進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)也建議用戶在此量程范圍內(nèi)選用儀表；后一個(gè)參數(shù)為保證傳感器穩(wěn)定工作的上限流量范圍。

2、密度（液體）測(cè)量范圍和精度（配FT-52X系列轉(zhuǎn)換器），測(cè)量范圍：0.3～3.000g/cm³     測(cè)量精度：±0.002g/cm³

3、溫度測(cè)量范圍和精度（配FT-52X系列轉(zhuǎn)換器），測(cè)量范圍：-50～200℃     測(cè)量精度：±1℃

    4、被測(cè)介質(zhì)工作溫度：-50℃～200℃

5、適用環(huán)境溫度：-40℃～60℃

6、材質(zhì)：測(cè)量管 316L  外殼 304

7、工作壓力：0～4.0MPa，注：傳感器的實(shí)際耐壓各規(guī)格不同，這里只是標(biāo)準(zhǔn)耐壓。

8、防爆標(biāo)志：Ex d [ia]ⅡC T6 Gb

五、傳感器外形尺寸及重量

（2）三角形質(zhì)量流量計(jì)外形示意圖和安裝尺寸表

安裝尺寸表 表2.4

注：A尺寸會(huì)根據(jù)連接方式的變化而有變化，這里只是參考參考尺寸。對(duì)DN10、DN15而言是夾持段尺寸，其他則是標(biāo)準(zhǔn)配置法蘭間尺寸。

    E表示一體化安裝轉(zhuǎn)換器后總高度增加部分的尺寸