艾默生Micromotion 质量流量计的应用总结

　　1 前言

　　随着工业技术的飞速发展，流量检测仪表也越来越多，它们的工作原理及特性也各有不同。流量测量仪表所面对的工艺要求也越来越高，工况条件也越来越复杂，而目前使用的大多数流量计，其测量值随着压力、温度、密度等工艺参数的变化而变化，所以当实际工况与设计工况不相同时，测量仪表就会产生附加误差。而Micromotion 质量流量计在测量过程中是直接测量质量流量而不受介质特性变化的影响，从而得到广泛使用。在二套聚甲醛就使用了8台Micromotion 质量流量计，它们的位号分别是FT-3102 FT-3107 FT-5101 FT-5102 FT-5206 FT-5501 FT-5513 FT-6201。季戊四醇使用了7台Micromotion 质量流量计，它们的位号分别是FT-1026 FT-6575 FT-1004 FT-1003 FT-1002 FT-1001 FT-3029。

　　2 Micromotion 质量流量计的工作原理

　　Micromotion 质量流量计根据不同的应用场合，传感器可以分为E系列、D系列、T系列、F系列和R系列流量管，配合1700、2700、RFT9739等不同的变送器的组合使用，可以满足用户的各种应用要求。1700型号为单变量变送器，2700型号为多变量变送器。主要区别在输出上，1700只能输出质量流量到二次仪表显示。而2700可以把质量流量，密度，频率都输出到二次仪表显示。用户可以根据自身工艺需求来进行选择。

　　Micromotion 质量流量计由传感器、变送器、显示器三部分组成。通过激励线圈使测量管产生振动，当流动的流体流过质量流量计的测量管时就会产生科氏力，在科氏力的作用下，测量管发生形变，通过测量管上的左右检测线圈将扭曲信号转变成电信号，并送到变送器作进一步的处理。

　　图（1）Micromotion 质量流量计原理图

　　变送器的功能是把来自传感器的低电平信号或二进制信号进行交换、放大并输出与流量和密度成比例的4～20MA的标准信号，或频率/脉冲信号，或数字信号。如果变送器与传感器分开的，两者需要用专用电缆连接，且距离不能超过300M，避免信号在远距离传输中受到衰减和干扰。

　　显示器或其他终端装置是接受变送器来的信号，通常以数字的形式显示被测流体的瞬时流量，累积流量，质量流量，密度，温度等信号。

　　3 Micromotion 质量流量计优点：

　　（1）能够直接测量质量流量，不受温度、压力、粘度和密度等因素的影响，仪表的测量精度高可达到0.1%～0.2%。

　　（2）没有可动的机械部件，虽然检测管具有振动，但振幅很少，不会因为摩擦而影响测量后果。

　　（3）应用范围广泛，除测一般介质外，还可以测高粘度的流体，浆液，并可以测气体。

　　（4）可调量程比宽，最高可达到1：100.

　　（5）对流体的流速分布不敏感，不受层流和紊流工况的影响，安装仪表前后不需要直管段。

　　（6）在测量流量的同时，还可以获得介质的密度信号，测量流体的在线密度不需通过其他技术进行周期性采样。

　　（7）可以测双向流体。

　　Micromotion 质量流量计不足之处：

　　（1）传感器零点不稳定形成零点漂移，影响其精确度的进一步提高，使得许多型号仪表只得采用将总误差分为基本误差和零点不稳定度量两部分。

　　（2）传感器不能用于测量低密度介质和低压气体；液体中含气量超过某一限制（按型号而异）会显着著影响测量值。

　　（3）传感器对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大部分型号传感器的流量传感器安装固定要求较高。

　　（4）不能用于较大管径，目前尚局限于150（200）mm 以下。

　　（5）测量管内壁磨损腐蚀或沉积结垢会影响测量精确度，尤其对薄壁管测量管的传感器更为显着。

　　4 Micromotion 质量流量计的安装注意事项：

　　（1）质量流量计是通过传感器的振动来实现测量的，为了防止外界的干扰，仪表安装地点不能有大的振动源，并应采取加固措施来稳定仪表附近的管道。

　　（2）质量流量计工作时需要利用激励磁场，因此它不能安装在大型变压器，电动机，机泵等产生较大磁场设备附近，至少要和它们保持0.6～1.0m以上距离，以免受到干扰。

　　（3）质量流量计的传感器和管道连接时不应有应力存在（主要是扭力），传感器连接工艺件和工艺管道时，无应力安装是至关重要的。特别注意减少工艺连接件上的应力，将工艺管道与法兰正确对准，保持同轴可减少应力。在传感器附近工艺管道上的阀门或泵都需要有自己的支撑物，不能用传感器的安装底板或工艺过程的连接件来支撑泵或阀门。

　　（4）传感器在管道中串联使用时，两串联安装的传感器要采用管卡子固定，这样可以避免当一个传感器内管的振动通过管道传到另一个传感器。

　　（5）直管质量流量计最好垂直安装，这样仪表停用时可使测量管道排空，以免结垢，如果水平安装，则需要将两根测量管处于同一水平面上。

　　（6）弯管流量计水平安装时，如果测量液体时，则应外壳朝下，以免测量管内积聚气体，如果测量气体，则外壳朝下，以免测量管积聚冷凝液。

　　（7）为使调零时没有流动，传感器上下游设置截止阀，并保证无泄漏。控制阀应装在传感器下游，传感器保持尽可能高的静压，以防止发生气蚀和闪蒸。

　　5变送器参数组态

　　利用HART275或者HART375对变送器进行参数组态，在组态时必须将传感器铭牌上的流量标定系数、密度标定系数、K1、K2、D1、D2等参数通过HART手操器正确的输入到变送器里面去。设置好测量范围、参数单位、小信号切除量、仪表系数等等参数。组态菜单如下图

　　6 结合公司在应用中的情况，Micro Motion质量流量计主要表现为计量准确度高、可靠性强、维护量小的优点，但在长期使用中也难免发生一些故障。对出现的故障经常采用的查找方法如下：

　　6.1检查传感器、核心处理器、流量变送器的接线是否牢固可靠，接地线是否正常。供电电源是否正常，有24VDC供电与220VAC供电两种。我公司大部分采用的是24VDC供电，季戊四醇FT6575为220VAC供电。

　　6.2检查流量变送器的参数设置

　　仪表系数（meter factors）：该系数包括质量流量系数（mass factor）、体积流量系数（vol factor）、密度流量系数（dens factor），出厂默认值都为“1”，一般在使用时不需要修改，如果要进行压力修正，我们可以根据现场应用压力与出厂标定压力计算来修改。上次季戊四醇的FT-1001一直无法显示质量流量，最终查到的原因是质量流量系数为“0”所致，将质量流量系数改为“1”后就工作正常了。

　　流量标定系数：流量标定系数应与传感器铭牌或法定计量检定机构检定证书上的流量标定系数一致，才能保证准确的测量流量。注意，不同型号传感器之间的流量标定系数相差很大。

　　密度系数：密度系数必须与传感器铭牌上的密度系数相同，以保证流量变送器显示准确的密度。

　　量程：根据工艺实际使用情况，正确组态流量变送器的流量范围。

　　流量切除：一般情况下，流量切除参数应该等于传感器最大流量的0.05%。如果等于传感器最大流量0.05% 的流量切除参数证明不实用，可输入一个较高或较低的流量切除参数。可通过设置质量流量计的流量切除参数和流量计调零来抑制零漂。

　　如果检查为质量流量变送器损坏，更换新的流量变送器时，不需要重新设置参数，因为所有的参数组态数据都是储存在传感器的核心处理器中。

　　6.3流量计调零：

　　在质量流量计投入正常使用之前，没进行流量计调零操作，可能会使质量流量计产生不应有的误差。在执行流量计调零操作步骤前，应正确安装传感器，给流量变送器送电，并使流量变送器至少预热30min，让被测流体通过传感器，直到传感器温度读数与被测流体温度基本一致为止。使传感器测量管完全充满正常操作条件下（如温度、密度和压力等）的被测流体，先关闭传感器下游截止阀，然后关闭传感器上游截止阀，保证传感器内被测流体完全静止。在流量计调零操作时有流体通过传感器会导致流量计调零不精确，从而影响质量流量计测量准确度。如果质量流量计调零失败，必须消除传感器测量管未充满、流体不完全静止等不合理因素，然后重新调零。

　　测量管内壁结构结垢或漂移沉积也会影响测量精确度，因此要定期清洗。

　　6  结束语

　　艾默生 Micromotion 质量流量计具有高精度，稳定性能好，维护量小，使用寿命长的特点，充分理解其工作原理及特性，通过平时工作中遇到的故障现象总结维护经验，利用大修及时清除流量传感器管里面的污垢，以保证在生产使用过程正常工作。正确的安装和合理的使用维护才能保证对流量测量的良好效果，为工业自动控制和贸易交接提供准确的流量数据。

　　参考文献：

　　[1]《仪表维修工》 吉林化学工业集团公司组织编写。

　　[2]《仪表工试题集》 化学工业出版社 王森 朱炳兴 主编。

　　[3]艾默生 Micromotion 质量流量计使用手册。