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外界振動(dòng)對(duì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的影響及解決方案

    科氏力質(zhì)量流量計(jì)安裝時(shí)為什么要考慮現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)干擾問題?

    眾所周知,科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是依據(jù)科里奧利力(以下簡(jiǎn)稱科氏力)的原理制作的流量?jī)x表。它工作的時(shí)候,要使測(cè)量管產(chǎn)生一個(gè)固定頻率的振動(dòng),來模擬測(cè)量管沿管道軸心線的轉(zhuǎn)動(dòng),從而產(chǎn)生科氏力,來達(dá)到計(jì)量流量的目的。這個(gè)振動(dòng)的頻率即是測(cè)量管結(jié)構(gòu)系統(tǒng)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(dòng)時(shí),其位移隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,又稱為簡(jiǎn)諧振動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅及初相位與振動(dòng)的初始條件有關(guān),振動(dòng)的周期或頻率與初始條件無關(guān),而與系統(tǒng)的固有特性(如質(zhì)量、形狀、材質(zhì)等)有關(guān),稱為固有頻率或者固有周期

  

                                                            


 

                                  1.簡(jiǎn)諧振動(dòng)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(zhì)量,單位為kg

        k—為剛性系數(shù),單位為kg/s2

     對(duì)于質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管其質(zhì)量m可以分成兩部分,一部分是固定的質(zhì)量。即加工成型以后空管狀態(tài)下,測(cè)量管自身的質(zhì)量。另一部分,是測(cè)量管內(nèi)部充滿介質(zhì)的質(zhì)量。

   懸臂梁固有頻率的計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的微分計(jì)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(shí)際上任何一個(gè)系統(tǒng)它們的剛度、質(zhì)點(diǎn)都是比較復(fù)雜的,很難計(jì)算準(zhǔn)確。多數(shù)場(chǎng)合是要用測(cè)量的辦法。在質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中,我們測(cè)量管的結(jié)構(gòu)一定后,它的剛度系數(shù)k我們可以采用實(shí)流標(biāo)定的方法測(cè)出。

固有頻率計(jì)算公式為:            f=1/ T 

    一般來說,質(zhì)量流量計(jì)固有頻率的大小因結(jié)構(gòu)及尺寸、質(zhì)量(包括介質(zhì))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(qiáng)度),并且具有方向性,而剛度由物體的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定。* 當(dāng)物體作受迫振動(dòng)時(shí),其動(dòng)的頻率取決于外界振動(dòng)的頻率* 外界振動(dòng)作用在物體上,當(dāng)外界振動(dòng)頻率與物體固有頻率相近時(shí),就會(huì)產(chǎn)生明顯的振動(dòng)加劇現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為共振。

因此,當(dāng)質(zhì)量流量計(jì)工作時(shí),如果在安裝現(xiàn)場(chǎng)存在動(dòng)源,就會(huì)對(duì)其工作的穩(wěn)定性產(chǎn)生干擾。從而,使流量計(jì)的計(jì)量誤差加大。尤其是當(dāng)干擾動(dòng)源的頻率與測(cè)量管的固有頻率接近或重合時(shí),還會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。造成流量計(jì)傳感器的異常劇烈震動(dòng)。使傳感器完全無法工作。


    所以,質(zhì)量流量計(jì)安裝設(shè)計(jì)時(shí),保證質(zhì)量流量計(jì)傳感器安裝現(xiàn)場(chǎng)避開干擾震動(dòng)源。如果,因某種原因無法避開外界的動(dòng)干擾??梢圆扇∪缦麓胧?/span>

1.1、搞清外界干擾源的動(dòng)方向。安裝質(zhì)量流量計(jì)傳感器時(shí),使傳感器測(cè)量管的振動(dòng)方向與干擾源的動(dòng)方向保持垂直??梢杂行У臏p小外界干擾對(duì)流量計(jì)工作時(shí)的影響。

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

1.3、可以單獨(dú)對(duì)流量計(jì)的法蘭做牢固的支撐,同時(shí)在流量計(jì)傳感器與管道聯(lián)接處采用軟聯(lián)接(例如用橡膠軟聯(lián)接或波紋管緩沖節(jié))。

1.4、因科氏力質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管工作時(shí)需要振動(dòng)。因此,安裝時(shí)要盡量保持傳感器測(cè)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?yàn)椋c其他物體虛接觸的殼體在工作時(shí),會(huì)因?yàn)樽陨淼恼駝?dòng),造成與外界物體的敲擊。使流量計(jì)無法穩(wěn)定工作。


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