(1)实现了对质量流量的直接测量。如 Micro motion公司的CMF100在配2400S变送器时,水流量测试在20:1的量程比范围内,达到005%的精度;在100:1的量程比范围,达到025%的精度;
(2)可测的流体广泛,包括各种高粘度的液体、混入少量均匀气体的液体以及有足够密度的气体等;
(3)测量管的振动幅值非常小,可以作为非活动部件;并且测量管内部没有阻碍部件,便于清洗
(4)对介质流速分布不敏感,因此安装时无上下游管段的要求;
(5)实现多参数测量。在获得流体质量流量的同时,还可测得体积流量、流体密度、流体温度。
(1)要求高精度直接测量流体质量流量的场所
(2)对于价格昂贵的添加剂的流量控制;
(3)在贸易结算或经济核算的场所;
(4)要求严格控制化学反应中原料配比的场所;
(5)对有卫生要求的食品、制药等行业的流量计量;
(6)要求测量高粘度性液体、浆液、两相混合液等非牛顿体流量的场所。
科氏质量流量计已经成为当前发展迅速的流量仪表,具有广阔的应用前景。但目前从国内来看,科氏质量流量计的发展面临着以下难题:
(1)提高变送器的抗干扰能力、拓展量程比。目前,国内科氏质量流量计生产厂家大都采用传统模拟计数的信号处理方法,这种方法易受噪声干扰,对硬件电路要求高,对小流量测量精度不高,限制了量程比,如国内科氏质量流量计精度一般为015级,在达到01级时,量程比也仅为12:1。国内迫切要求
研究数字式科氏质量流量变送器,制造出拥有自主知识产权的高精度变送器。
(2)实现对高频信号、微小相位差的测量。微弯型科氏流量管与U型、Ω型、△型流量管相比,具有体积小、便于安装的特点,且不易产生介质残留,避免附加误差,受到用户的青睐;同时,微弯型流量管的振动频率较高(一般在300Hz以上,而U型管为70~120Hz),同工业现场一般的振动频率差距较大,因而便于将传感器信号和噪声区分开来。但其带来的缺点也是明显的:信号频率较高,采用数字信号处理方法时,为保证测量精度,需要用较高的采样频率去采集传感器信号,导致算法的计算量增大,如何实时实现算法是一难题;同时因为工艺结构,流量管的振幅较小,导致两路信号的相位差与U型、Ω型、△型相比更小(如U型流量管ZUI大流量对应的相位差一般为3°,而微弯型流量管ZUI大流量对应的相位差仅为05°左右),如何准确测量这微小的相位差是又难题。
(3)实现对两相流的测量。对两相流的测量是科氏质量流量计发展面临的国际难题,目前国内科氏变送器采用模拟驱动的方法,在两相流发生时,流量管阻尼比迅速增大,模拟驱动方法因驱动增益有限且控制方法简单,无法维持流量管的正常振动,这时需要采用数字式驱动方法改善变送器系统的驱动性能另一方面,两相流发生时,传感器信号亦会发生突变,并且在测量两相流时,流量计本身就会引入一很大的流量测量误差,如何实时跟踪传感器信号的变化、建立两相流下传感器信号模型、引入两相流测量的一般校正方法,是非常重要的
实现变送器的数字化、智能化。在高精度地实现科氏质量流量计数字信号处理方法的同时,还应实现仪表的各种功能,如测量结果输出、状态自诊断
零点自校准、掉电自动保存数据、良好的人际接口界面、远程控制等。因此,研究数字式科氏质量流量计并解决客户面临的实际应用问题,具有重要意义。