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            外界振動對科氏力質量流量計的影響及解決方案

                科氏力質量流量計安裝時為什么要考慮現場的干擾問題?

                眾所周知,科里奧利質量流量計是依據科里奧利力(以下簡稱科氏力)的原理制作的流量儀表。它工作的時候,要使測量管產生一個固定頻率的振動,來模擬測量管沿管道軸心線的轉動,從而產生科氏力,來達到計量流量的目的。這個振動的頻率即是測量管結構系統的固有頻率。

            固有頻率也稱為自然頻率( natural frequency)。

                物體做自由振動時,其位移隨時間按正弦規律變化,又稱為簡諧振動。簡諧振動的振幅及初相位與振動的初始條件有關,振動的周期或頻率與初始條件無關,而與系統的固有特性(如質量、形狀、材質等)有關,稱為固有頻率或者固有周期

              

                                                                        


             

                                              1.簡諧振動的曲線

            固有周期的公式:T=2π(m/k1/2

            公式中:T----為物體的固有頻率,單位為Hz

                    π----為圓周率,約等于3.1416

                    m—為質量,單位為kg

                    k—為剛性系數,單位為kg/s2

                 對于質量流量計的測量管其質量m可以分成兩部分,一部分是固定的質量。即加工成型以后空管狀態下,測量管自身的質量。另一部分,是測量管內部充滿介質的質量。

               懸臂梁固有頻率的計算是一個比較復雜的微分計算過程,一般有歐拉-伯努利理論、鐵摩辛柯梁理論兩種解法。

                實際上任何一個系統它們的剛度、質點都是比較復雜的,很難計算準確。多數場合是要用測量的辦法。在質量流量計的實際應用中,我們測量管的結構一定后,它的剛度系數k我們可以采用實流標定的方法測出。

            固有頻率計算公式為:            f=1/ T 

                一般來說,質量流量計固有頻率的大小因結構及尺寸、質量(包括介質)剛度的不同而變化,它的大小在幾十至幾百赫茲之間。

            * 物體的固有頻率取決于物體自身的剛度(不是強度),并且具有方向性,而剛度由物體的結構形式決定。* 當物體作受迫振動時,其動的頻率取決于外界振動的頻率* 外界振動作用在物體上,當外界振動頻率與物體固有頻率相近時,就會產生明顯的振動加劇現象。這種現象稱為共振。

            因此,當質量流量計工作時,如果在安裝現場存在動源,就會對其工作的穩定性產生干擾。從而,使流量計的計量誤差加大。尤其是當干擾動源的頻率與測量管的固有頻率接近或重合時,還會產生共振現象。造成流量計傳感器的異常劇烈震動。使傳感器完全無法工作。


                所以,質量流量計安裝設計時,保證質量流量計傳感器安裝現場避開干擾震動源。如果,因某種原因無法避開外界的動干擾??梢圆扇∪缦麓胧?/span>

            1.1、搞清外界干擾源的動方向。安裝質量流量計傳感器時,使傳感器測量管的振動方向與干擾源的動方向保持垂直??梢杂行У臏p小外界干擾對流量計工作時的影響。

            1.2、在有條件的情況下,在動源(如泵、電機等)至流量計傳感器安裝位置之間,讓管道多拐幾個直角彎。也可以減小干擾源的影響。

            1.3、可以單獨對流量計的法蘭做牢固的支撐,同時在流量計傳感器與管道聯接處采用軟聯接(例如用橡膠軟聯接或波紋管緩沖節)。

            1.4、因科氏力質量流量計的測量管工作時需要振動。因此,安裝時要盡量保持傳感器測量管部分的自由度,不要在外殼上附加約束。尤其要避免傳感器外殼與其他物體的虛接觸。因為,與其他物體虛接觸的殼體在工作時,會因為自身的振動,造成與外界物體的敲擊。使流量計無法穩定工作。


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