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一种科氏质量流量计测量流体密度方法的研究与实现

时间:2017-08-02 16:26 来源:http://www.shslgs.com 点击数:

分析介质密度与测量管振动频率的关系,在此基础上,提出一种科氏质量流量计介质密度的工程测量方法。

0 .引言

人们很长一段时间测量的流量是体积流量,但是在许多科学研究、生产过程控制等活动中也需要测量流量的密度。 科氏质量流量计是一种在线多参数测量仪表,除能对质量流量进行测量外,还能对介质密度,粘度,浓度等多达 14 个参数进行测量。 科氏质量流量计是利用科氏力来测量流体质量流量的仪表,测量管的周期性振动是科氏质量流量计测量流量的基础,而测量管的振动频率随着测量管内流体密度的变化而变化,因此科氏力质量流量计可以在线测量封闭管道内流体密度。

1.介质密度与测量管振动频率的关系

质密度 ρf 与测量管的谐振频率 fν 之间有如下对应关系:

云网客1.jpg

由上式可知,对于特定的某质量流量计测量管,随着介质密度 ρf 的增大,谐振频率 fν 将随之减小。 介质密度 ρf 与测量管谐振频率 fν 的对应关系如图所示。

云网客2.jpg

2.介质密度测量方法

由式(1)可知,介质密度质量流量计谐振频率 fν 与密度转换系数 kc、空管谐振频率 f0 有关,因此可先求出 kcf0,然后实时测量测量管谐振频率,即可求得介质密度。 在不考虑温度影响下, 测量方法如下:

(1)使测量管空管并尽量保持 20±2的工况,测定空管谐振频率 f0

2)用蒸馏水充填测量管, 其中蒸馏水密度 ρ1 已知,然后测得此时谐振频率 f1

(3)将空管谐振频率 f0、蒸馏水密度 ρ1、蒸馏水谐振频率 f1 代入式(1)中,求得质量流量计密度转换系数

云网客3.jpg

3.介质密度的测量结果及分析

用某双型弯管 DN15 口径测量管的科氏质量流量计进行试验,测量结果如表所示。

云网客6.jpg

由测量结果可知,空管时, 测得测量管谐振频率为 124.1464233 Hz  加入蒸馏水后,测量管谐振频率降为 114.1517926 Hz 蒸馏水密度为 0.998203 g/ml,带入式 (1) 可求得质量流量计密度转换系数 kc 5.461316  kc 带入式 (3) 可求得盐水密 度为1.223861g/ml

1.210873g/ml

(1.223861-1.216873)/1.2168730.006,由此可知,此测量办法能较好地测出介质密度,同时还需采取措施进一步提高测量的精度。

4.结语

由实际测量可知,这是一种有效的测量介质密度的方法,但由于介质密度是通过测量管振动频率计算而来,因此需要采取措施来保证测量管振动频率高度稳定。 在以后的应用中,还需进一步考虑温度对测量管结构参数的影响。