科氏质量流量计在尿液流量测量上的应用

　　0 引 言

　　中化山东肥业有限公司是中化集团的子公司，公司主要产品为复合肥，其中高塔造粒年产40 万吨肥料，主要原料为尿素等，其中尿素需要用饱和蒸汽融化成为液态尿液，温度在132～138℃之间，通过专用尿液泵将尿液输送到8 4 米高平台上，与相关粉料按照一定配比在混合槽中充分混合，然后通过专用造粒喷头，将混合液从84 米高平台上喷洒自由落体到地面后成为带孔的圆粒装肥料，深得种粮农民的喜爱，因为该种肥料能根据农民的需要，能在较大范围内按照一定比例生产出相应的N 、P 、K 含量的肥料。

　　1 介 绍

　　在配比过程中，尿液的测量至关重要，在上该项目时，因为当时没有同类企业使用该尿液流量计，所以我们非常慎重对待该流量计的选择，电磁流量计、转子流量计等一开始纳入选择范围内，但是经过详细的查找资料后发现，该尿液的纯度为99.7% 以上，含水分极少，电导率低于5 ×10-6S/m，不能采用电磁流量计，同时因为工艺对该流量计的要求很高，要求为±0.1%，转子流量计精度低也被淘汰。最后确定采用E+H的Promass 80F型分体质量流量计。

　　科氏流量测量原理如图1 所示。

　　m为质点速度;v为径向速度;Fc为科氏力; 为角速度。

　　因为输尿液的管道至塔顶，静压达到1.06MPa，为了尽量减小管道的压损，采用直管形式的质量流量计，其原理如图2 所示。

　　fR为振动频率;mt为管道质量;mfl为流体质量; 为流体密度;c 为常数。

　　为相位差;m为质量流量; 为热电阴;fR为振动频率; 为密度;T 为温度。

　　从以上图示，可以看出科氏力式质量流量计是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用为原理，以质量流量测量为目的的流量计。它一般由一次装置与二次装置所组成。一次装置，即流量传感器。这是一种基于科里奥利力效应的相位敏感型谐振式传感器。该传感器由振动管、信号检测器、振动驱动器、支撑结构和壳体所组成。振动管，即测量管。是被测流体流经的振荡管路。信号检测器，是用来检测和监控科里奥利力效应的测量传感器。用的是电磁式检测器。振动驱动器，是驱动振动管振动的装置。它和信号检测器、放大处理电路构成一套正反馈自激振荡系统。支撑结构，即振动管的文撑件，常用不锈钢材料铸造而成，E+H 的是904L 材质，它把振动管和安装法兰连接成一个整体。壳体，是对振动管、信号检测器和振动驱动装置提供保护的部件。在一般结构中，流量传感器均采用单层壳体保护，在某些特殊要求的场合，可以考虑采用双层壳体保护。E+H 的80F 型号采用双层壳体，中间充惰性气体保护。二次装置，即流量变送器。是以微处理器为核心的电子系统。它用来向一次装置提供驱动力，并将一次装置的信号转换为质量流量信号及其他一些有意义的参数信号，同时具有很据温度参数对质量流量和密度测量进行补偿、修正的功能。流量变送器一般输出标准电流信号或频率信号，并可按一定的通讯协议，诸如Profibus、Hart 协议等与DCS 控制系统通讯。从变送器上的显示面板可以组态显示所要求的各种参数。