1 前言
CMF艾默生質(zhì)量流量計密度測量
隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，流量檢測儀表也越來越多，它們的工作原理及特性也各有不同。流量測量儀表所面對的工藝要求也越來越高，工況條件也越來越復(fù)雜，而目前使用的大多數(shù)流量計，其測量值隨著壓力、溫度、密度等工藝參數(shù)的變化而變化，所以當(dāng)實際工況與設(shè)計工況不相同時，測量儀表就會產(chǎn)生附加誤差。而Micromotion 質(zhì)量流量計在測量過程中是直接測量質(zhì)量流量而不受介質(zhì)特性變化的影響，從而得到廣泛使用。在二套聚甲醛就使用了8臺Micromotion 質(zhì)量流量計，它們的位號分別是FT-3102 FT-3107 FT-5101 FT-5102 FT-5206 FT-5501 FT-5513 FT-6201。使用了7臺Micromotion 質(zhì)量流量計，它們的位號分別是FT-1026 FT-6575 FT-1004 FT-1003 FT-1002 FT-1001 FT-3029。
2 Micromotion 質(zhì)量流量計的工作原理
Micromotion 質(zhì)量流量計根據(jù)不同的應(yīng)用場合，傳感器可以分為E系列、D系列、T系列、F系列和R系列流量管，配合1700、2700、RFT9739等不同的變送器的組合使用，可以滿足用戶的各種應(yīng)用要求。1700型號為單變量變送器，2700型號為多變量變送器。主要區(qū)別在輸出上，1700只能輸出質(zhì)量流量到二次儀表顯示。而2700可以把質(zhì)量流量，密度，頻率都輸出到二次儀表顯示。用戶可以根據(jù)自身工藝需求來進(jìn)行選擇。
Micromotion 質(zhì)量流量計由傳感器、變送器、顯示器三部分組成。通過激勵線圈使測量管產(chǎn)生振動，當(dāng)流動的流體流過質(zhì)量流量計的測量管時就會產(chǎn)生科氏力，在科氏力的作用下，測量管發(fā)生形變，通過測量管上的左右檢測線圈將扭曲信號轉(zhuǎn)變成電信號，并送到變送器作進(jìn)一步的處理。
CMF艾默生質(zhì)量流量計密度測量
圖（1）Micromotion 質(zhì)量流量計原理圖
變送器的功能是把來自傳感器的低電平信號或二進(jìn)制信號進(jìn)行交換、放大并輸出與流量和密度成比例的4～20MA的標(biāo)準(zhǔn)信號，或頻率/脈沖信號，或數(shù)字信號。如果變送器與傳感器分開的，兩者需要用電纜連接，且距離不能超過300M，避免信號在遠(yuǎn)距離傳輸中受到衰減和干擾。
顯示器或其他終端裝置是接受變送器來的信號，通常以數(shù)字的形式顯示被測流體的瞬時流量，累積流量，質(zhì)量流量，密度，溫度等信號。
3 Micromotion 質(zhì)量流量計優(yōu)點：
?。?）能夠直接測量質(zhì)量流量，不受溫度、壓力、粘度和密度等因素的影響，儀表的測量精度高可達(dá)到0.1%～0.2%。
?。?）沒有可動的機(jī)械部件，雖然檢測管具有振動，但振幅很少，不會因為摩擦而影響測量后果。
?。?）應(yīng)用范圍廣泛，除測一般介質(zhì)外，還可以測高粘度的流體，漿液，并可以測氣體。
?。?）可調(diào)量程比寬，可達(dá)到1：100.
?。?）對流體的流速分布不敏感，不受層流和紊流工況的影響，安裝儀表前后不需要直管段。
（6）在測量流量的同時，還可以獲得介質(zhì)的密度信號，測量流體的在線密度不需通過其他技術(shù)進(jìn)行周期性采樣。
?。?）可以測雙向流體。
Micromotion 質(zhì)量流量計不足之處：
（1）傳感器零點不穩(wěn)定形成零點漂移，影響其精確度的進(jìn)一步提高，使得許多型號儀表只得采用將總誤差分為基本誤差和零點不穩(wěn)定度量兩部分。
（2）傳感器不能用于測量低密度介質(zhì)和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制（按型號而異）會顯著著影響測量值。
?。?）傳感器對外界振動干擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號傳感器的流量傳感器安裝固定要求較高。
?。?）不能用于較大管徑，目前尚局限于150（200）mm 以下。
?。?）測量管內(nèi)壁磨損腐蝕或沉積結(jié)垢會影響測量精確度，尤其對薄壁管測量管的傳感器更為顯著。
4 Micromotion 質(zhì)量流量計的安裝注意事項：
?。?）質(zhì)量流量計是通過傳感器的振動來實現(xiàn)測量的，為了防止外界的干擾，儀表安裝地點不能有大的振動源，并應(yīng)采取加固措施來穩(wěn)定儀表附近的管道。
?。?）質(zhì)量流量計工作時需要利用激勵磁場，因此它不能安裝在大型變壓器，電動機(jī)，機(jī)泵等產(chǎn)生較大磁場設(shè)備附近，至少要和它們保持0.6～1.0m以上距離，以免受到干擾。
?。?）質(zhì)量流量計的傳感器和管道連接時不應(yīng)有應(yīng)力存在（主要是扭力），傳感器連接工藝件和工藝管道時，無應(yīng)力安裝是至關(guān)重要的。特別注意減少工藝連接件上的應(yīng)力，將工藝管道與法蘭正確對準(zhǔn)，保持同軸可減少應(yīng)力。在傳感器附近工藝管道上的閥門或泵都需要有自己的支撐物，不能用傳感器的安裝底板或工藝過程的連接件來支撐泵或閥門。
（4）傳感器在管道中串聯(lián)使用時，兩串聯(lián)安裝的傳感器要采用管卡子固定，這樣可以避免當(dāng)一個傳感器內(nèi)管的振動通過管道傳到另一個傳感器。
?。?）直管質(zhì)量流量計垂直安裝，這樣儀表停用時可使測量管道排空，以免結(jié)垢，如果水平安裝，則需要將兩根測量管處于同一水平面上。
?。?）彎管流量計水平安裝時，如果測量液體時，則應(yīng)外殼朝下，以免測量管內(nèi)積聚氣體，如果測量氣體，則外殼朝下，以免測量管積聚冷凝液。
?。?）為使調(diào)零時沒有流動，傳感器上下游設(shè)置截止閥，并保證無泄漏?？刂崎y應(yīng)裝在傳感器下游，傳感器保持盡可能高的靜壓，以防止發(fā)生氣蝕和閃蒸。
5變送器參數(shù)組態(tài)
利用HART275或者HART375對變送器進(jìn)行參數(shù)組態(tài)，在組態(tài)時必須將傳感器銘牌上的流量標(biāo)定系數(shù)、密度標(biāo)定系數(shù)、K1、K2、D1、D2等參數(shù)通過HART手操器正確的輸入到變送器里面去。設(shè)置好測量范圍、參數(shù)單位、小信號切除量、儀表系數(shù)等等參數(shù)。組態(tài)菜單如下圖
6 結(jié)合公司在應(yīng)用中的情況，Micro Motion質(zhì)量流量計主要表現(xiàn)為計量準(zhǔn)確度高、可靠性強、維護(hù)量小的優(yōu)點，但在長期使用中也難免發(fā)生一些故障。對出現(xiàn)的故障經(jīng)常采用的查找方法如下：
6.1檢查傳感器、核心處理器、流量變送器的接線是否牢固可靠，接地線是否正常。供電電源是否正常，有24VDC供電與220VAC供電兩種。我公司大部分采用的是24VDC供電，F(xiàn)T6575為220VAC供電。
6.2檢查流量變送器的參數(shù)設(shè)置
儀表系數(shù)（meter factors）：該系數(shù)包括質(zhì)量流量系數(shù)（mass factor）、體積流量系數(shù)（vol factor）、密度流量系數(shù)（dens factor），出廠默認(rèn)值都為“1"，一般在使用時不需要修改，如果要進(jìn)行壓力修正，我們可以根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用壓力與出廠標(biāo)定壓力計算來修改。FT-1001一直無法顯示質(zhì)量流量，終查到的原因是質(zhì)量流量系數(shù)為“0"所致，將質(zhì)量流量系數(shù)改為“1"后就工作正常了。
流量標(biāo)定系數(shù)：流量標(biāo)定系數(shù)應(yīng)與傳感器銘牌或法定計量檢定機(jī)構(gòu)檢定證書上的流量標(biāo)定系數(shù)一致，才能保證準(zhǔn)確的測量流量。注意，不同型號傳感器之間的流量標(biāo)定系數(shù)相差很大。
密度系數(shù)：密度系數(shù)必須與傳感器銘牌上的密度系數(shù)相同，以保證流量變送器顯示準(zhǔn)確的密度。
量程：根據(jù)工藝實際使用情況，正確組態(tài)流量變送器的流量范圍。
流量切除：一般情況下，流量切除參數(shù)應(yīng)該等于傳感器大流量的0.05%。如果等于傳感器大流量0.05% 的流量切除參數(shù)證明不實用，可輸入一個較高或較低的流量切除參數(shù)?？赏ㄟ^設(shè)置質(zhì)量流量計的流量切除參數(shù)和流量計調(diào)零來抑制零漂。
如果檢查為質(zhì)量流量變送器損壞，更換新的流量變送器時，不需要重新設(shè)置參數(shù)，因為所有的參數(shù)組態(tài)數(shù)據(jù)都是儲存在傳感器的核心處理器中。
6.3流量計調(diào)零：
在質(zhì)量流量計投入正常使用之前，沒進(jìn)行流量計調(diào)零操作，可能會使質(zhì)量流量計產(chǎn)生不應(yīng)有的誤差。在執(zhí)行流量計調(diào)零操作步驟前，應(yīng)正確安裝傳感器，給流量變送器送電，并使流量變送器至少預(yù)熱30min，讓被測流體通過傳感器，直到傳感器溫度讀數(shù)與被測流體溫度基本一致為止。使傳感器測量管*充滿正常操作條件下（如溫度、密度和壓力等）的被測流體，先關(guān)閉傳感器下游截止閥，然后關(guān)閉傳感器上游截止閥，保證傳感器內(nèi)被測流體*靜止。在流量計調(diào)零操作時有流體通過傳感器會導(dǎo)致流量計調(diào)零不精確，從而影響質(zhì)量流量計測量準(zhǔn)確度。如果質(zhì)量流量計調(diào)零失敗，必須消除傳感器測量管未充滿、流體不*靜止等不合理因素，然后重新調(diào)零。
測量管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)結(jié)垢或漂移沉積也會影響測量精確度，因此要定期清洗。
6 結(jié)束語
艾默生 Micromotion 質(zhì)量流量計具有高精度，穩(wěn)定性能好，維護(hù)量小，使用壽命長的特點，充分理解其工作原理及特性，通過平時工作中遇到的故障現(xiàn)象總結(jié)維護(hù)經(jīng)驗，利用大修及時清除流量傳感器管里面的污垢，以保證在生產(chǎn)使用過程正常工作。正確的安裝和合理的使用維護(hù)才能保證對流量測量的良好效果，為工業(yè)自動控制和貿(mào)易交接提供準(zhǔn)確的流量數(shù)據(jù)。
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