质量流量计

罗斯蒙特质量流量计
一、概述
罗斯蒙特质量流量计工作原理：科里奥利原理。

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测量质量流量的仪表。

1. 科里奥利原理
如图1所示，当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受两个分量的加速度及其力：
图1 科里奥利力
①法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于ω2r，朝向P轴；
②切向角速度αt，即科里奥利加速度，其值等于2ωV，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力Fc=2ωVm，管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。

当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时，任何一段长度Δχ的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc ,
ΔFc=2ωVρAΔx （1）
式中A--管道的流通截面积，由于质量qm=ρVA，所以
ΔFc =2ωqmΔx （2）
因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。

然而，通过旋转运动产生科里奥利力是困难的，目前CMF均代之以管道振动产生，即由二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，使中点前后两半段产生方向相反的桡曲，用电磁学（或光学），方法检测桡曲量以求得质量流量。

又因流体密度会影响测量管的振动频率，而密度与频率有固定的关系，因此CMF也可测量流体密度。

2．科里奥利特点
（1）直接测量质量流量，不受温度、压力、粘度和密度等因素的影响，且有很高的测量精确度。

（2）可测流体范围广，包括高粘度液的各种液体，含有固形物的浆液，含有少量均匀分布气体的液体，有足够密度的气体（压力较高的气体）。

（3）测量管的振幅小，可视作非活动部件；测量管内无阻碍件或活动件。

（4）对迎流流速分布不敏感，因而无上下游直管段要求。

（5）流量测量值对流体粘度不敏感，流体密度对流量测量值的影响极微。

（6）一台CMF可作多参数测量。

测质量流量的同期可测流体密度和温度，还可衍生测量体积流量、溶质浓度、液固双相流体（或不相溶双组分液体）异相（或异成分）的含量。

3.质量流量计的构成
科里奥利质量流量测量系统一般由传感器、变送器和显示装置组成。

传感器和变送器通常组合在一起安装在工艺管道上，而显示装置可以根据需要来决定配置与否。

4．安装
因为质量流量计是通过振动方法来测量的，所以仪表安装的方式和环境，管道的应力等因素直接会影响流量测量的准确性。

只有在安装时采取适当的措施，才能减少甚至消除上述不利因素。

（1）安装方式
虽然传感器的方向不影响测量，但是在安装时仍然要采取适当的安装方式。

下面是确定安装方式的一般原则。

a. 测量液体流量时，外壳朝下安装传感器，以避免测量管积聚空气。

b. 在测量气体流量时，外壳朝上安装传感器，以避免测量管积聚冷凝液。

c. 如果配置的管道用于液体或气体，特别是浆液流量测量时，可以将传感器安装在垂直管道上，能够避免泥沙或其他微粒在测量管内积聚。

如果工艺管线需要用气体或蒸汽清扫，这种安装方式也便于清扫。

采用这种方式时，为了防止喷流，应该用泵将流体自上而下地输送通过传感器。

（2）环境要求
质量流量计安装地点的环境条件有一些要求，为了实现流量的准确测量，必须尽可能满足这些要求。

a 实践证明，传感器和工艺管道的无效振动对测量的稳定性有较大的影响，为此，仪表安装地点不能有较大的振动源，同时应该采取相当稳固的措施来固定仪表出入口附近的管道。

b 传感器与管道连接处不应有应力（主要是扭力）的作用，为此要将传感器在自由状态下装在已经支撑好的管道上，再焊接管道，充分保证传感器不受扭力作用和准确的中心定位。

c．由于质量流量计在工作时要利用磁场，因此附近不能有任何存在较大干扰磁场的设备，如大型变压器，电机和泵等，至少要保持不少于0.6到1.0米的距离。

两台质量流量计安装在同一管道时，相互间也要离开一段距离。

d. 因为远程变送器接受的是低电平信号，所以传感器与变送器的连接电缆不得超过300米，而且应该使用厂家的专用电缆。

5.运行和维护
目视检查
在打开变送器盖以后，就可以看到正面有一闪烁的发光二极管（LED），它的闪烁方式表示的工作状态，如：
(1) 在1 次/秒（1HZ）处闪烁，25%亮，75%灭，仪表工作正常；
（2）在1 次/秒（1HZ）处闪烁，75%亮，25%灭，密度超限报警
（3）在4次/秒（4HZ）处闪烁，仪表发生故障；
另外，如果二次表的显示始终在最大值（一般为15000）不变，也可以判断仪表出现故障。

这时，就要用编程器和万用表来寻找和判断故障的部位和原因。

故障处理
ROSEMOUNT 268型SMART FAMILY 和HC 275型接口装置，即编程器提供直接的数字通讯线路，便于诊断变送器故障。

前者与RFT 9712 型变送器配套，而后者则与RFT 9739 型变送器配套。

在使用HC 275编程器时，把引线的两个夹子接到送器的通讯端子。

一旦通上电源，275 的显示
屏稍后既示出故障部位。

如果故障在变送器（这种情况很少出现），则送厂家修理。

如果故障是在传感器（大多数情况），则用万用表继续检查三组线圈和一个热电阻，观察它们的电阻值是否与下面的额定值相符。