革新中的科氏 流量计 介绍
1977年,高准公司发明了全球首台工业用科氏流量和密度计;2006年5月份,高准公司生产的第50万台科氏 流量计 被有名的百威公司购买。高准是艾默生过程管理旗下的一大知名流量计品牌。
据Frost&Sullivan报告调研,2005年全球精确流量计量(精确度至少要好于0.5%)市场约28亿美元,其中科氏流量计仅次于差压流量计、电磁流量计,市场占有率排名第三;该报告还预测:在未来5年内,全球精确流量计量市场平均CAGR约4.4%,到2010年市场总额将增长到35亿美元,而科氏流量计将以9%的CAGR成为市场占有率最大的精确流量测量仪表。
日前艾默生过程管理在其名为Perspectives Tour 2006发布会北京站上,中国区流量部业务总监张运才先生如是分析科氏流量技术受用户青睐、快速增长的原因:
1.直接测量质量,而不是像以往那样需要测量体积流量。因质量不会受压力、温度、体积和密度等变化影响,因而能达到较高的精度和稳定性。
2.能将被测流体的共振和水进行比对,因而也能确定流体密度。
3.容易无运动部件,流体通道无障碍,寿命和可靠性高,无需安装直管段。
4.同时测量多个变量,不受介质特性影响。
这里,我们再回顾一下科氏流量计的测量原理。在没有流体流经时,测量管由电磁线圈驱动;当流体流入时,测量管受振动。这种动态响应导致测量管产生扭曲,即产生科里奥利(Coriolis,科氏力)。根据牛顿第二定律,测量管扭曲力大小与流体质量大小成正比,安装在测量管两侧的电磁信号检测器可检测流量管的振动。通过比较有流体流经和无流体流经时检测振动信号的相位差,即可得出质量流量。
基于直接质量测量的特点,科氏流量计特别适合应用于大黏度流体测量,如化工、制药、食品饮料、贸易交接、以及多变量测量等计量上。
一 革新中的科氏流量计
现已推出150种新产品的高准公司,在过去29年里对其科氏流量计不断进行着技术创新。张运才先生总结几十年间发展中的几个里程碑:
1983年:推出双管结构D系列,因其稳定性能,受环境影响小等特质,引起市场强烈反应;
1986年:卫生型产品的推出,尤其是在高温测量领域,为科氏打开食品饮料、制药等行业的市场;
1992年:划时代ELITE系列的诞生,进一步提升性能、精度;
1997年:数字化MVD技术,无需调零,无零漂,能实现多变量测量和自诊断功能;
2006年:在MVD技术和ELITE系列基础上,推出新一代MVD科氏流量技术,使其在20:1量程比范围内达到±0.05%质量和体积流量精度,以及±0.0002g/cc的密度精度,这为科氏测量设立了新的工业标准。
二 卓越的创新
艾默生过程管理中国区流量部市场经理吕勇贤先生负责流量计产品相关的市场业务开拓,并取得了骄人的业绩。他就用户最关心的精度、安全等级、气液两相测量以及校验等方面详细生动介绍了新一代MVD科氏流量技术的革新和飞跃。
首台专用气体流量计算机
作为计量系统的中央处理单元,高准专用流量计算机可访问气体分析仪获取实时数据,从科氏流量计获得气体流量等信息,计量符合国际API MPMS21.1章及AGA8-92(压缩气体协会)规范。据介绍,该款气体流量计算机可测量纯工业气体或混合气体的贸易交接,且整体不确定度在0.5%以内。通过标准Modbus协议,流量计算机可就地或远程通信、监控。
率先通过IEC61508安全认证的SIS流量计
基于行业安全机构Exida的工厂和设备审查,相比其它科氏流量计,高准SIS流量和密度测量仪表获得最佳的FMEDA(失效模式、效果和诊断分析)评分。依据IEC61508标准,经TUV安全认证的单管流量计已达到SIL2等级,而双冗余科氏流量计则达到SIL3等级。
这对要求高量程比或高精确密度测量的SIS应用中,用户会发现高准科氏仪表特别之处:低流量燃料(气体或液体)流向锅炉或燃烧器;通过在线密度检测危险成分的变化,如重要反应堆催化剂和进料流量;危险废料的处理和焚化;以及其他苛刻过程控制应用等。
同时该SIS流量计可与其他获得安全认证的SIS传感器、变送器、控制阀等构成安全回路,实现整个SIS回路和系统的安全。
考验极端温度环境
在如沥青装运、乙烯裂解炉入料、低温空分等极端温度环境下,很少有好的流量计可供选择。吕先生介绍,分体式的新型高准科氏流量计采用不锈钢或哈氏合金结液材质,可满足-240℃~+427℃的极端温度,而其性能和可靠性不会受影响。
呈现各种条件下的出色性能
无论是过程介质发生温度、密度等何种变化,或者安装应力、环境等条件变化时,用户都希望找到稳定的,能适应不同工矿的流量计。新型高准科氏流量计力求在各种条件下呈现出色的稳定性能。
挑战气液两相测量能力
气液两相流是石油、化工、冶金、动力等工业领域常见的流体工况,其参数的准确测量至关重要,但气液两相流测量方法却一直是国际上流量界的一大难题,识别和测量两相流相当困难,常常会造成较大测量误差或需要追加额外的投资,如附加的消气器、流量整流装置等设备。
据吕先生介绍,新一代MVD科氏技术可以解决含气流量(包括气泡流、团状流和空-满-空批量)的应用难题,他还通过一个小型的演示装置进行直观说明。
新一代MVD科氏流量计在数据处理速度、信号处理方式以及传感器的稳定性和设计等4个方面进行了改进和突破,MVD数字式处理技术能够在过程条件发生变化时更迅速、准确地进行处理,能对气液两相流条件下的各种信号进行高效处理,改进型的传感器能提供更准确的信号。
提供简便的仪表自诊断功能
“我们需要把流量计从现场拆下来进行手工标定,很费时费力,经常花费一整天的时间,每台表在标定上的花费达到2~3美金。”某石油天然气用户这样抱怨。如何了解质量流量计标定系数是否存在漂移、是否挂壁、是否需要进行再标定等等问题困扰着他们,这决定着能否确保流量计持续正常运行。艾默生过程管理推出具有专利的自动校验技术,可以实时、按需、在线诊断高准ELITE科氏流量计的标定系数和仪表状态,极大降低流量测量验证的困难和费用,同时可进行预测性维护并提高运行时间。
据悉,此次Perspectives Tour 2006是高准公司首次在中国举办的新闻发布会。艾默生过程管理高层表示,高准科氏流量计是PlantWeb数字工厂结构的重要组成部分。PlantWeb将科氏流量计和整个工厂的智能现场设备相连,如其他测量分析仪表、控制设备以及机械状态检测设备,并通过模块过程自动化和资产优化系统、软件互联。这些仪表通过数字诊断,将预警信息提供给AMS系统进行处理。当 流量计 与PlantWeb结构整合时,更能节省成本、增加工厂效益并保证安全和环境协调性。