压缩天然气(CNG)计量技术交流

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1、压缩天然气（CNG）计量技术交流景德镇站陈颖1.利用科里奥利质量流量计进行计量目前全国CNG加气站绝大多数都使用这种类型的售气机。其中的科里奥利质量流量计是一种80年代才发展起来的新型流量测量仪器。科里奥利质量流量计，是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用为原理，实现质量流量的测量。同时具有根据温度参数对质量流量和密度测量进行补偿、修正的功能。除可直接测量流体的质量流量外，还可直接测量流体的密度和温度。2.科里奥利质量流量计工作原理2.1工作原理利用流体在振动管内流动时产生的科里奥利力，以直接或间接的方法测量科里奥利力而得到流体质量流量。按测量

2、管形状可分为弯曲形和直形----刚性、抗腐蚀、沉积、重量有差异。图1弯管与直管图2为科里奥利流量计的简单原理图。在该图中，流体从左边进入直管中，从右边出来，可通过速度矢量(v)看出来。流量管在其共振频率下振动，图中流量管显示向上移动。从图中可看出，在入口侧，质量将抵抗流量管运动并对流量管施加一个向下的作用力。在出口侧，情况刚好相反。流体的流动将增加因向上作用力而引起的流量运动。这两个作用力大小相等，方向相反，就是我们所说的科里奥利力。图2科里奥利质量流量计测量原理这两个科里奥利力就造成了测量管的扭曲运动，这时两个检测传感器上产生的正弦波就出现了不

3、同步的现象，两个正弦波的时间差称为相位差，单位为微秒。其与质量流量成正比。2.2结构流量计由传感器和变送器组成，其中传感器主要由振动管、驱动部件等构成，变送器主要由测量和输出单元等构成。图3典型科里奥利质量流量计构成图2.3优点：a）测量范围宽，测量误差小，重复性高。b）测量流体范围广泛，包括高粘度的各种液体、含固形物的液体、有足够密度的中高压气体。c）不受介质流动状态影响，对流速分布不敏感，因而无上下游直管段要求。d）无可动部件，使用寿命长。e）对流体粘度不敏感，流体密度变化对测量结果影响小，可做多参数测量，如同期测量密度。2.4缺点：a）对环

4、境振动敏感、多台同时使用时，相互干扰；b）体积和质量较大，不宜用于大管径质量流量测量；c）测量管内壁磨损腐蚀或沉积结垢会影响测量精确度；d）压力损失较大、有零点漂移、价格昂贵。3．影响科里奥利质量流量计精度的几个主要因素及校准时注意点3.1测量管的刚性及应力的影响测量管的刚性直接影响质量流量的测量结果。在其它条件相同的情况下，测量管的刚性强则测量管不易弯曲，▽t减少，质量流量减小；测量管的刚性弱则测量管易弯曲,▽t增加，质量流量增大。在管材料、管结构确定的情况下，对测量管刚性影响最大的为温度及压力。温度对测量管刚性的影响:温度增加，测量管弹性增强

5、，刚性减弱；温度减少，测量管弹性减弱，刚性增强。压力对测量管刚性的影响:压力减少，测量管弹性增强，刚性减弱；压力增加，测量管弹性减弱，刚性增强。一般科里奥利流量计都自带温度传感器进行自动补偿，有压力传感器信号输入接口进行补偿。补偿因子都很小，检定时记录温度、压力即可。科里奥利质量流量需要用扭转力进行流量计算，流量计安装时不能产生应力。因此在进行流量计校准时要特别注意如下：安装管道必须对心；安装管路的法兰平面要平行；流量计法兰与管道法兰连接旋紧螺栓时要均匀用力；不能使用流量计来校直管路。图4易产生应力的情况3.2零点、阻尼系数的影响与其他的机械、电

6、气系统一样，科里奥利质量流量计也有零点调整问题。科里奥利质量流量计厂家给出的流量范围一般从零流量开始，用户根据自己的需要确定最小与最大流量，对于一些流量计其最小流量可能较低，此时零点偏移对精度的影响较大。因此JJG1038-2008《科里奥利质量流量计》检定规程中规定“流量计在可以达到的最大检定流量的50%以上运行一段时间，一般不少于10min，然后按说明书的要求进行零点调整”。由于厂家不一样调零的方法也不一样，但有一些必须都需要注意的地方：零点调整前必须关闭“小信号切除”功能；流量计充满介质且上下游阀门关闭等。阻尼系数的影响：科里奥利质量流量计

7、与涡轮、涡街、容积式流量计相比其最基本的测量对象不同。科里奥利质量流量计测量对象---▽t涡轮等的测量对象---连续脉冲（固有）这样科里奥利质量流量计就涉及到采样及读数更新率的问题，此更新率也影响了其输出。科里奥利质量流量计动态响应速度极快，流体波动及流体噪声都能被科里奥利质量流量计反应出来，而涡轮、容积式流量计则由于其机械惯性对小的流体波动及噪声具有平滑作用。因此科里奥利质量流量计为了使读数更加稳定，一般都加入了阻尼系数这一设置用于平滑波动及噪声。3.3静电影响科里奥利质量流量计不同于传统的流量计，具有大量的信号采集、信号处理电路，驱动线圈信号

8、、检测线圈信号、RTD元件的配线都连接到其核心处理器。核心处理器由微处理器等构成，属于精密器件，应特别注意静电防护，避免核心处理器击穿、