摘 要：介绍了科里奥利力质量流量计的测量原理，测量管在驱动器的作用下以一定频率振动，当流体流过测量管时将受到科里奥利力的作用，根据设置的两个传感器检测振动的相位差，然后将相位差乘上标定系数即可以测得质量流量。列举和分析了质量流量计在油库应用中所存在的一些问题，提出了在日常维护中所要注意的问题。

关键字：科里奥利力 质量流量计 测量管 变送器 相位差

    在现代科学研究、生产过程控制、数量管理、经济核算和贸易交接等活动中的流体测量，不仅涉及体积流量，同时也涉及质量流量的测量。以往的质量流量测量方法是在测量流体温度、压力、密度和体积等参数后，通过修正、换算和补偿等间接得到其质量。这种测量方法中间环节多，测量的准确度难以得到保证和提高。随着科学技术的发展，直接测量质量流量的科里奥利质量流量计应运而生。科里奥利质量流量计因其精度高、具有多变量测量，在油库应用中，提高了油库原油贸易交接、经济核算计量方面的精确度，极大地避免了不必要的损失，保证了油库的经济效益。

    1 科氏质量流量计的结构组成

    科里奥利质量流量计（CMF）由流量传感器和变送器两部分组成。

    流量传感器：一般由测量管及其支撑固定桥架、测量管振动激励系统中的驱动线圈、检测测量管挠曲的电磁检测器、电阻温度检测器（RTD）等组成。

    变送器：由振动激励系统的振动信号发生单元、信号检测和信号处理单元等组成，具有组态设定、信号显示和上位机通信等功能。

    2 质量流量的测量原理

    利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利力，直接或间接测量在旋转管道中流动流体产生的科里奥利力就可以测得流体的质量流量，这就是科里奥利质量流量计的基本原理。下面以弯管型传感器为例说明质量流量测量原理。

    流体流入传感器后被平分成两部分，流入到两根流量管中。驱动线圈驱动流量管以其特定频率向相对方向振动。在流量管的两侧有检测线圈及其磁铁构成的电磁检测器，电磁检测器产生两个正弦波，正弦波形代表了流量管中介质流量和位置的运动信号。当流量管振动时，流量为零时，不会产生科里奥利效应，因此形成的正弦波会相互重合；当流量不为零时，两根流量管都会产生科里奥利力，这些力会使流量管彼此相对扭曲振动，此时产生的正弦波便出现了不同步现象，两个正弦波间的时间延迟称为相位差，相位差乘上流量标定系数就可以确定质量流量。

    3 应用及问题分析

    随着油库对成本控制和增加效益，对销售及外输环节中的成品油计量的要求越来越高，不断加大在油品计量系统方面的更新改造，汽油、柴油等全部采用高准的科里奥利质量流量计。然而在质量流量计的使用过程中，也出现了各种各样的问题，经过分析总结认为主要表现在质量流量计的安装不规范及流体工艺状况方面，下面就这些问题进行分析。

    3.1 安装不规范等外部因素的影响

    （1）管道应力影响：一般是传感器与管道中心不平行，管道应力形成压力、拉力、或剪切力使电磁检测探头产生不对称，导致零点变动。大多情况下，流量计安装好进行调零即可消除或减小管道应力的影响。如果不对称距离较大，可能造成无法调零。因此，在安装过程中，必须要确保传感器与管道中心对准。同时，在生产允许的情况下，质量流量计应至少三个月进行一次零点检查。

    （2）背压：背压是指传感器下游端口处流体的压力。保证传感器中有足够背压：一是防止被测介质汽化，产生气蚀现象；二是使被测介质始终充满测量管，避免出现管道不满导致的测量结果不准确。传感器的安装地点必须使它有足够的压力以补偿其自身压力损失。

    （3）避免流量计振动：科里奥利质量流量计的测量原理和结构决定了外界振动会对其造成影响。虽然艾默生公司的专业安装技术能够减小外界振动的影响，同时努力改进结构以提高抗振动干扰的能力，但流量计的安装应尽量远离大功率电机、泵等强干扰设备。

    3.2 流体工艺状况的影响

    （1）流体的温度：根据质量流量计的测量原理，温度的改变对测量结果没有影响。但当成品油温度发生变化时会影响流量标定系数，从而引起零点漂移。因此成品油温度也会对流量计的准确度产生一定的影响。

    （2）流体的压力：质量流量计要考虑测量介质压力不应超过工作压力，另外还要考虑静压变化的影响程度。压力变化影响测量管的绷紧程度，虽然仪表零点漂移很小，其影响对于高精度的仪表还是不能忽视的。

    （3）流体的黏度：科氏质量流量计可测量液体黏度的范围比较广，并且测量性能良好。由于温度会影响成品油的黏度，如果因温度降低造成被测介质黏度升高，会使成品油经过流量计时压降增大。

    目前影响质量流量计测量准确度的因素有很多，不仅需要我们在安装流量计的过程中，而且在日常的维护保养中要注意各方面的影响因素，确保质量流量计的正常运行。

    4 结论

    兰州某油库改扩建项目中，成品油外输计量系统采用科里奥利质量流量计。经过近一年多的运行情况表明，科里奥利质量流量计具有较高的准确性和稳定性，避免了不必要的损失，极大的提高了企业的经济效益。