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質(zhì)量流量計的原理
質(zhì)量流量計可直接測量流體的質(zhì)量流量，測量結(jié)果受介質(zhì)密度、溫度、壓力、流速分布等特性的影響較小，具有測量精度高、穩(wěn)定性好、使用方便、維護量小、通訊功能強、可實現(xiàn)多參數(shù)測量等特點，目前已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程控制等領(lǐng)域中。本公司對裂解爐進行*過程控制（APC）的技術(shù)改造時，將裂解爐進料控制系統(tǒng)中的差壓變送器全部更換為高準（Micro Motion）的科里奧利質(zhì)量流量計。
科里奧利質(zhì)量流量計質(zhì)量測量的原理是牛頓第二定律F=Ma。當(dāng)流體在振動管中流動時，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力 [1]。當(dāng)沒有流體流過時，振動管不產(chǎn)生扭曲，振動管兩側(cè)電磁信號檢測器檢測到的信號是同相位的；當(dāng)有流體經(jīng)過時，振動管在力矩作用下產(chǎn)生扭曲，兩檢測器間將存在相位差。變送器測量左右檢測信號之間的滯后時間，這個時間差乘上流量標定系數(shù)就可確定質(zhì)量流量?？评飱W利質(zhì)量流量計的密度測量原理是振動頻率與流體密度的平方根成反比，通過測量振動頻率確定流體密度。所以質(zhì)量流量計即可實現(xiàn)對流體質(zhì)量流量的測量，又可實現(xiàn)對流體密度的測量。
科里奧利質(zhì)量流量計由傳感器和變送器組成，變送器用于信號處理，兩者之間通過的 9 芯電纜連接。
傳感器的結(jié)構(gòu)有直管、U 形管、Ω 型等多種形式 [2]。裂解爐進料控制選用的是 U 形管式傳感器。U 形管的兩個開口端與管道連接，流體由一個端口流入，另一端口流出。在 U 形管頂部裝有用于激發(fā) U 形管振動的電磁裝置，激發(fā)U 形管以中心為軸按固有的自振頻率振動，自振方向垂直于 U 形管所在平面；流體流入 U 形管后，在沿管道流動時又隨管道作垂直運動。此外，流體在流經(jīng) U 形管時，將產(chǎn)生一個科里奧利加速度，并以科里奧利力的形式反作用于U 形管。流體在 U 形管入口、出口兩側(cè)的流動方向相反，形成一個作用力矩，致使 U 形管發(fā)生扭曲，該扭角的大小與通過 U 形管的流體質(zhì)量流量相關(guān)，通過電磁檢測器將測量管的扭曲變成電信號，送入變送器作進一步處理。
質(zhì)量流量計是基于振動的原理工作的，而在其工作的過程中又運用了電磁技術(shù)進行振動的激勵、扭角的檢測以及檢測信號的處理，因此質(zhì)量流量計安裝的位置不能有大的振動源，也不能安裝在變壓器、電動機等產(chǎn)生強磁場的設(shè)備附近，以防止外界干擾影響其正常工作。
質(zhì)量流量計的安裝無直管段要求，但傳感器和管道連接時應(yīng)避免應(yīng)力存在。如果質(zhì)量流量計安裝過程中，傳感器與管道中心線的同心度存在偏差，將導(dǎo)致振動管產(chǎn)生應(yīng)力，該應(yīng)力會形成壓力、拉力、或剪切力影響管道的對準，引起檢測探頭的不對稱性，導(dǎo)致零點變動，影響測量精度 [3,4]。若管道與傳感器同心度偏差過大，則有可能無法調(diào)整零點。因此應(yīng)采取加固措施穩(wěn)定儀表附近的管道。在流量傳感器安裝時應(yīng)盡量采取軟連接的方式，法蘭連接螺絲要均勻?qū)ΨQ緊固。為減小殘存應(yīng)力的影響，流量傳感器在安裝好后還要進行零點校準。為方便質(zhì)量流量計的安裝及調(diào)零，質(zhì)量流量計的前端和后端還要安裝截止閥。
3) 傳感器和變送器的連接電纜應(yīng)使用廠家的電纜；變送器接收的是低電平信號，所以電纜不應(yīng)太長。變送器安裝時確保用于將本質(zhì)安全的傳感器電纜與電源和輸出電纜分開的隔板安裝到位；要確保傳感器接線盒和變送器外殼密封好，以免短路而導(dǎo)致測量誤差或者流量計故障。
4) 根據(jù)流體不同性質(zhì)選擇不同的傳感器安裝朝向，要始終保持傳感器流量管里流體處于充滿狀態(tài)。氣體進料測量的質(zhì)量流量計 U 形管朝上，以免測量管內(nèi)積聚冷凝液；液體進料測量質(zhì)量流量計 U 形管朝下，以免測量管內(nèi)積聚氣體
優(yōu)點
質(zhì)量流量計直接測得流體的質(zhì)量流量，其變送器轉(zhuǎn)換的電流信號無需開方。
（1）使用壽命長，維護率低。質(zhì)量流量計的測量主體為一根 U 形管，U 形管兩開口端固定，流體由此流入流出，管道內(nèi)無障礙物，無可動部件，故障因素少，安裝維護方便。
（2） 多功能。質(zhì)量流量計可同時測得流量、密度、溫度等多個現(xiàn)場變量 , 變送器有兩路可以單獨組態(tài)的輸出信號，可用于顯示流量、密度、溫度等測量值，一臺質(zhì)量流量計可替代多臺測量儀表。
（3） 精度高。對于液體大都能夠達到 ±0.1±( 零點的穩(wěn)定性 / 實際流量 )×100%，氣體能達到 ±0.5±( 零點的穩(wěn)定性 / 實際流量 )×100%。裂解爐進料控制中使用的質(zhì)量流量計的零點穩(wěn)定性分別是 CMF200M418NU 型為 2.18KG/H，CMF200M419NU 型 為 2.18KG/H 和 CMF300M426NU 型 為6.80KG/H。
（4）質(zhì)量流量計的阻尼時間可調(diào)。
（5） 質(zhì)量流量計具有很強的回路自診斷功能，方便故障查找。
故障分析及處理
質(zhì)量流量計本身有很強的故障自診斷功能，用 HART手操器進行故障自診斷，再結(jié)合萬用表測量電阻或電壓查找故障原因，是快速處理故障的有效方法。由于 HART 設(shè)備連接到回路中會造成變送器 4 ～ 20mA 輸出的改變，因而在將HART 接入控制回路之前，應(yīng)先將回路打到手動模式。值得注意的是接線問題在自檢時會被診斷為傳感器故障，所以在進行故障處理時首先應(yīng)排除接線問題 , 包括端子虛接和端子氧化等現(xiàn)象。