科里奧利質(zhì)量流量計具有高精度、寬量程、低壓損、長(cháng)壽命等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應用于石油、化工、醫藥、食品、能源、生物工程等領(lǐng)域,也是貿易結算首選流量計量器具。
盡管科里奧利質(zhì)量流量計擁有相較傳統流量計更為突出的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在明顯的不足,既是儀表的零點(diǎn)易受介質(zhì)變化或者安裝條件的影響,產(chǎn)生較為嚴重的漂移,從而降低測量精度。為了減少零點(diǎn)漂移,須用被測介質(zhì)充滿(mǎn)流量計,然后定期對流量計進(jìn)行零點(diǎn)調整。
對于一些特殊的被測介質(zhì),如液化天然氣(LNG),首先,由于低溫介質(zhì)的易氣化特性,需要持續流動(dòng)以保證介質(zhì)的單相性,因此,無(wú)法為流量計提供低溫靜止的調零條件;其次,國產(chǎn)科里奧利質(zhì)量流量計尚未建立傳感器零點(diǎn)的數學(xué)模型,也就無(wú)法提供對于零點(diǎn)的修正。在實(shí)際工作中,只能以空氣狀態(tài)下的零點(diǎn)代替低溫時(shí)的零點(diǎn)。顯然,室溫時(shí)的空氣和低溫時(shí)的LNG具有完全不同的物理性質(zhì),因此,傳感器的零點(diǎn)變化必然會(huì )對流量計的精度產(chǎn)生影響,使得國產(chǎn)科里奧利質(zhì)量流量計無(wú)法在重要的貿易交接中替代進(jìn)口產(chǎn)品。
科里奧利質(zhì)量流量計的零點(diǎn)由傳感器的機械零點(diǎn)和變送器的電零點(diǎn)共同組成,其中變送器部分的電零點(diǎn)特性已有比較充分的認識和解決方案。國內外對于傳感器的機械零點(diǎn)特性以結構和動(dòng)態(tài)特性分析為主,比如不同管型的結構建模、不同介質(zhì)下的密度效應、高壓氣體介質(zhì)測量時(shí)的節流效應、測量管非線(xiàn)性振動(dòng)、動(dòng)態(tài)響應特性和工藝缺陷的影響,而缺乏對于傳感器零點(diǎn)更深入的理論模型研究,這就導致無(wú)法提出有效的、普適的零點(diǎn)漂移控制策略。本文以典型的U型振動(dòng)管傳感器為例,從分析振動(dòng)管各階振動(dòng)模態(tài)的幅頻和相頻特性入手,建立了傳感器的初始相位模型,并通過(guò)樣機測試和實(shí)例應用,驗證了理論模型的正確性,明確了理論計算精度和適用范圍。