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Technical articles美國羅斯蒙特ROSEMOUNT流量計描述:
根據(jù)牛頓第二定律,流量管扭曲量的大小*與流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量大小成正比,安裝于流量管兩側(cè)的電磁信號檢測器用于檢測流量管的振動。當(dāng)沒有流體流過流量管時,流量管不產(chǎn)生扭曲,兩側(cè)電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的(圖3);當(dāng)有流體流經(jīng)流量管時,流量管產(chǎn)生扭曲,從而導(dǎo)致兩個檢測信號產(chǎn)生相位差,這一相位差的大小直接正比于流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量。 由于這種質(zhì)量流量計主要依靠流量管的振動來進(jìn)行流量測量,流量管的振動,以及流過管道的流體的沖力產(chǎn)生了科氏力,致使每個流管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)量與振動周期內(nèi)流過流管的質(zhì)量流速成正比。由于一個流管的扭曲滯后于另*管的扭曲,質(zhì)量管上的傳感器輸出信號可通過電路比較,來確定扭曲量。
電路中由時間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯后時間。這個“時間差"ΔT經(jīng)過數(shù)字量測量、處理、濾波以減少噪聲,提高測量分辨率。時間差乘上流量標(biāo)定系數(shù)來表示質(zhì)量流量。由于溫度影響流管鋼性,科氏力產(chǎn)生的扭曲量也將受溫度影響。被測量的流量不斷由變送器調(diào)整,后者隨時檢測粘在流管外表上的鉑電阻溫度計輸出。變送器用一個三相的電阻溫度計電橋放大電路來測量傳感器溫度,放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)化成頻率,并由計數(shù)器數(shù)字化后讀入微處理器。
美國羅斯蒙特ROSEMOUNT流量計特點:
流量管的一端被固定,而另一端是自由的。這一結(jié)構(gòu)可看做一重物懸掛在彈簧上構(gòu)成的重物/彈簧系統(tǒng),一旦被施以一運(yùn)動,這一重物/彈簧系統(tǒng)將在它的諧振頻率上振動,這一諧振頻率與重物的質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量流量計的流量管是通過驅(qū)動線圈和反饋電路在它的諧振頻率上振動,振動管的諧振頻率與振動管的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量有關(guān)。振動管的質(zhì)量由兩部分組成:振動管本身的質(zhì)量和振動管中介質(zhì)的質(zhì)量。每一臺傳感器生產(chǎn)好后振動管本身的質(zhì)量就確定了,振動管中介質(zhì)的質(zhì)量是介質(zhì)密度與振動管體積的乘積,而振動管的體積對每種口徑的傳感器來說是固定的,因此振動頻率直接與密度有相應(yīng)的關(guān)系,那么,對于確定結(jié)構(gòu)和材料的傳感器,介質(zhì)的密度可以通過測量流量管的諧振頻率獲得。 美國羅斯蒙特ROSEMOUNT流量計工作原理
美國羅斯蒙特ROSEMOUNT流量計特性:
利用流量測量的一對信號檢測器可獲得代表諧振頻率的信號,一個溫度傳感器的信號用于補(bǔ)償溫度變化而引起的流量管鋼性的變化,振動周期的測量是通過測量流量管的振動周期和溫度獲得,介質(zhì)密度的測量利用了密度與流量管振動周期的線性關(guān)系及標(biāo)準(zhǔn)的校定常數(shù),科氏質(zhì)量流量傳感器振動管測量密度時,管道鋼性、幾何結(jié)構(gòu)和流過流體質(zhì)量共同決定了管道裝置的固有頻率,因而由測量的管道頻率可推出流體密度。變送器用一個高頻時鐘來測量振動周期的時間,測量值經(jīng)數(shù)字濾波,對于由操作溫度導(dǎo)致管道鋼性變化,進(jìn)而引起固有頻率的變化進(jìn)行補(bǔ)償后,用傳感器密度標(biāo)定系數(shù)來計算過程流體密度。
美國羅斯蒙特ROSEMOUNT流量計功能:
配合ASICS數(shù)字技術(shù),可選擇數(shù)字通信協(xié)議。它與傳感器連接使用可獲得高度的質(zhì)量流量、密度、溫度和體積流量信號,并將獲得的信號轉(zhuǎn)換為模擬量、頻率等輸出信號,還可使用275型HART協(xié)議通信手操器或AMS、Prolink軟件對其組態(tài)、檢查及通信。
SP數(shù)字信號處理器特性
DSP數(shù)字信號處理器是一個實時處理信號的微處理器,在科里奧利流量計里,我們使測量管在一個已知的頻率下振動,因此任何在此振動頻率范圍之外的頻率都是“噪聲",需要除掉它們以準(zhǔn)確地確定質(zhì)量流量。例如,一個50Hz或60Hz的信號很可能來源于與附近動力線的耦合。如何在實際上“過濾"這些多余的信號則需要一些更多的在那時刻所得到的背景信息,圖8表明了噪聲如何出現(xiàn)在原轉(zhuǎn)換器信號上,以及被過濾后的zui終信號。
與使用時間常量去阻抑和穩(wěn)定信號相比,使用數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的主要好處之一,是能夠以一個被提高了的采樣率去過濾實時信號,減少了流量計對流量的階躍變化的響應(yīng)時間。使用多參數(shù)數(shù)字(MVD)變送器的響應(yīng)時間比使用模擬信號處理的傳統(tǒng)變送器快2~4倍,更快的響應(yīng)時間會提高短批量控制的效率和度。
DSP技術(shù)另一個頗有價值且更富有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用實例是氣體測量,因為高速氣體通過流量計會引起較嚴(yán)重的噪聲。通過高準(zhǔn)Elite系列傳感器,與流量信號混雜的噪聲被減至zui?,F(xiàn)在DSP技術(shù)能更好地濾波,并進(jìn)一步減小了質(zhì)量流量計對噪聲的敏感度。采用MVD變送器測量氣體的結(jié)果在重復(fù)性和度上都有了顯著提高。
DSP技術(shù)提供了一個“通往處理的窗戶",當(dāng)瀏覽這個窗戶時,首先集中在測量管振動頻率附近的信號上。實際上,有意地拋棄了其余的信息,很可能正是隱藏在這些“無用的"數(shù)據(jù)里的信息會鋪平通往新的診斷技術(shù)的道路。例如,頻譜分析可能會引導(dǎo)我們?nèi)〉迷趭A雜空氣或團(tuán)狀流動流體測量上的進(jìn)展,流體在測量管內(nèi)壁的附著也是另一個有希望被DSP技術(shù)檢測到的故障,頻譜的變化也很可能被用于預(yù)測傳感器的故障。
美國羅斯蒙特ROSEMOUNT流量計測量環(huán)境影響 :
1.流體密度影響
流體密度變化改變流量測量系統(tǒng)的質(zhì)量,從而使流量傳感器的平衡發(fā)生變化,導(dǎo)致零點偏移。如果測量某一特定液體,只要在實際使用的液體密度條件下調(diào)零,使用過程中的密度變化不大,一般不存在問題。但在一根管道上測量密度差別較大的幾種液體時,會帶來零點變動的附加誤差。
2.流體壓力的影響
首先考慮流體壓力不應(yīng)超過規(guī)定工作壓力,其次考慮靜壓變化影響的程度。壓力變化影響測量管繃緊程度和布登效應(yīng)的程度,以及破壞測量管不對稱的原零點偏置。雖然儀表常數(shù)變動和零漂很小,但是使用壓力時和校準(zhǔn)時相差甚大時,對于高度儀表影響值還是不能忽視的。小口徑儀表壁厚管徑比大,影響小;大口徑儀表壁厚管徑比較。
3、流體粘度影響
羅斯蒙特公司的科氏力質(zhì)量流量計CMF可測量液體粘度的范圍很寬,并呈現(xiàn)良好的測量性能。雖有報告論及粘度影響測量度,但很少有試驗數(shù)據(jù)。液體粘度會改變系統(tǒng)的阻尼特性,從而影響零偏置;在低流量時對流量測量值有一定程度的影響。
4、雙相流體中異相含量影響
制造廠常稱含有百分幾體積比游離氣體影響測量不大。當(dāng)測量氣泡小而分布均勻的液體,如冰淇淋和相似乳化液,影響可能是相對的。含氣泡1%時有些型號無明顯影響,有些型號誤差為1%~2%,其中一臺雙管直管式則高達(dá)10%~15%;含氣泡10%時,誤差普遍增加到15%~20%,個別型號高達(dá)80%。
經(jīng)過不懈的努力,成立10年來公司已與眾多電子液壓元件供應(yīng)商建立了極其密切的合作關(guān)系。
在價格及周期上具有較大優(yōu)勢,衷心希望能有機(jī)會與貴公司合作。
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