摘 要：本文首先對(duì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的工作原理作了簡(jiǎn)要介紹，討論了科氏力質(zhì)量流量計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了科氏力質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)不確定度產(chǎn)生的原因以及對(duì)計(jì)量帶來(lái)的影響和安裝使用中需要注意如何去克服或減弱零點(diǎn)不穩(wěn)定的影響進(jìn)行了重點(diǎn)闡述。

關(guān)鍵字：質(zhì)量流量計(jì) 零點(diǎn) 零點(diǎn)不穩(wěn)定度

    科氏力質(zhì)量流量計(jì)是利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科氏力的原理制造的直接式質(zhì)量流量?jī)x表。科氏力質(zhì)量流量計(jì)直接測(cè)量質(zhì)量流量，有較高的測(cè)量精確度。它的可測(cè)量流體種類比較多，可以測(cè)量高粘度的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。科氏力質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量管的振動(dòng)幅小，可視作非活動(dòng)件，測(cè)量管路內(nèi)無(wú)阻礙件和活動(dòng)件，對(duì)管路的壓損小，運(yùn)行壽命長(zhǎng)。它對(duì)流速分布不敏感，因而對(duì)上下游直管段基本無(wú)要求。測(cè)量值對(duì)流體粘度不敏感，流體密度、溫度變化對(duì)測(cè)量值的影響微小。可做多參數(shù)測(cè)量，如同時(shí)測(cè)量密度、溫度，也可以分析混合介質(zhì)中不同介質(zhì)濃度。科氏力質(zhì)量流量計(jì)不能用于測(cè)量低壓氣體；液體中含氣量超過(guò)某一限制（按型號(hào)而異）會(huì)顯著影響測(cè)量結(jié)果。

    科氏力質(zhì)量流量計(jì)的技術(shù)指標(biāo)有很多項(xiàng)，其中有大家都熟悉的流量準(zhǔn)確度、密度、溫度準(zhǔn)確度等，但也存在對(duì)某些重要參數(shù)不重視或不熟悉現(xiàn)象，這造成了對(duì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)性能了解的不完整，對(duì)選型和使用帶來(lái)很大的影響，這些參數(shù)中最容易被忽視的是質(zhì)量流量計(jì)的零點(diǎn)不穩(wěn)定指標(biāo)。

    科氏力質(zhì)量流量計(jì)屬于振動(dòng)型流量計(jì)，當(dāng)振動(dòng)管中有介質(zhì)流動(dòng)時(shí)，由于科氏力作用在測(cè)量管上各點(diǎn)的力不同，所引起的位移也各不相同，因此在測(cè)量管上形成一個(gè)附加的扭曲。測(cè)量這個(gè)扭曲的過(guò)程在不同點(diǎn)上的相位差，就可得到流過(guò)測(cè)量管的流體的質(zhì)量流量。

    科氏力質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)不穩(wěn)定誤差主要來(lái)自流量傳感器部分，因此即使在空管時(shí)將雙管的諧振頻率調(diào)整一致，到充滿液體時(shí)可能產(chǎn)生零漂，即零點(diǎn)不穩(wěn)定誤差，同樣因粘度引起的振動(dòng)衰減與頻率有關(guān)，在流動(dòng)時(shí)亦可能產(chǎn)生零點(diǎn)不確定度誤差。傳感器在制造完畢后，如果安裝狀況良好，其零點(diǎn)不穩(wěn)定度在一定的條件下是一個(gè)確定的范圍值（誤差帶）。每個(gè)流量計(jì)生產(chǎn)廠家的流量計(jì)零點(diǎn)不確定度基本也反映了該生產(chǎn)廠家的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量水平。

    質(zhì)量流量計(jì)檢定規(guī)程和各生產(chǎn)廠家都以“量程誤差加零點(diǎn)不穩(wěn)定度”的方式表達(dá)科氏力質(zhì)量流量計(jì)的基本誤差。一般科氏力質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量允許最大絕對(duì)誤差E_ε為

      （1）

    式中：E_ε：絕對(duì)誤差；

    Ex：準(zhǔn)確度；

    Q₀：零點(diǎn)不穩(wěn)定度；

    Q：流量。

    流量測(cè)量相對(duì)誤差E為：

       （2）

    這是一種很巧妙的表達(dá)方式，使人產(chǎn)生一種精確度很高的印象，這種表達(dá)方式初看上去準(zhǔn)確度很高，但計(jì)入零點(diǎn)不穩(wěn)定度后，準(zhǔn)確度并不怎么高。實(shí)際上在低流量或接近下限流量時(shí)，誤差較大，基本誤差常超過(guò)量程誤差一倍以上，選用時(shí)一定應(yīng)予注意。

    例：一臺(tái)D150型科氏力質(zhì)量流量計(jì)，該流量計(jì)為0.2級(jí)質(zhì)量流量計(jì)，測(cè)量范圍0~38.1t/h，該流量計(jì)的零點(diǎn)不穩(wěn)定度為9kg/h，當(dāng)工作在3t/h和18t/h的瞬時(shí)流量時(shí)，其測(cè)量的最大允許絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差計(jì)算如下：

    

    從上面的計(jì)算知道，科氏力質(zhì)量流量計(jì)運(yùn)行在中下流量值時(shí)，它的允許誤差遠(yuǎn)高于它的準(zhǔn)確度等級(jí)計(jì)算出的允許誤差，這時(shí)零點(diǎn)不確定度是誤差的主要來(lái)源。科氏力質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量允許誤差20%以上流量時(shí)影響不顯著，當(dāng)10%以下時(shí)零點(diǎn)不穩(wěn)定度的影響逐漸突出。在流量接近零時(shí)，相對(duì)誤差接近無(wú)窮大，因此在流量計(jì)選型時(shí)應(yīng)充分注意到這一點(diǎn)，否則不會(huì)獲得滿意的測(cè)量結(jié)果。

    零點(diǎn)不穩(wěn)定度主要來(lái)源于傳感器，傳感器在設(shè)計(jì)優(yōu)化、選材、制造工藝、調(diào)試時(shí)已決定了該值的大小，對(duì)科氏力質(zhì)量流量計(jì)來(lái)說(shuō)零點(diǎn)不穩(wěn)定度是難以避免，誤差是絕對(duì)的，準(zhǔn)確是相對(duì)的。零點(diǎn)不穩(wěn)定度是體現(xiàn)一臺(tái)流量計(jì)質(zhì)量好壞的很重要的參數(shù)。

    可靠和良好的安裝，使傳感器有一個(gè)較好的邊界工作條件，較好地解決因同軸對(duì)準(zhǔn)、溫度、壓力、振動(dòng)等環(huán)境因素產(chǎn)生的管道應(yīng)力而引起的零點(diǎn)偏移問(wèn)題。好的安裝是保證應(yīng)有準(zhǔn)確度的重要條件之一，能保證流量計(jì)的零點(diǎn)不確定度誤差在一定的范圍之內(nèi)。不好的安裝，將擴(kuò)大零點(diǎn)不穩(wěn)定度所帶來(lái)的影響，也不能得到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的零點(diǎn)。

    質(zhì)量流量計(jì)的零校準(zhǔn)從原則上講并不能改變產(chǎn)品的零點(diǎn)不穩(wěn)定度，零校準(zhǔn)實(shí)際上是在一段時(shí)間內(nèi)對(duì)綜合零點(diǎn)不確定度誤差求平均值，但它不能消除無(wú)規(guī)則信號(hào)的幅度。

    由于零點(diǎn)不穩(wěn)定度的存在，為保證質(zhì)量流量計(jì)累計(jì)量的準(zhǔn)確性，在流量狀態(tài)的設(shè)置方面無(wú)一例外地加有小流量切除功能，即設(shè)置閥值流量。其功能是當(dāng)流量小于設(shè)置的閥值流量時(shí)，不進(jìn)行流量顯示和累計(jì)。這是質(zhì)量流量計(jì)對(duì)付零點(diǎn)不穩(wěn)定度的策略之一。閥值流量一般在0.1%~1%。也可根據(jù)不同介質(zhì)或環(huán)境需要設(shè)置。

    科氏力質(zhì)量流量計(jì)是一種很好的流量測(cè)量?jī)x表，零點(diǎn)不確定度是它的一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)，甚至比一般比較關(guān)注的準(zhǔn)確度指標(biāo)更為重要，真實(shí)的反應(yīng)了科氏力質(zhì)量流量計(jì)的技術(shù)水平，因此，在選型和使用中一定要對(duì)此參數(shù)引起足夠的重視，對(duì)每臺(tái)每種型號(hào)的科氏力質(zhì)量流量計(jì)做出客觀評(píng)價(jià)。同時(shí)在安裝使用過(guò)程中要盡量滿足廠家的安裝技術(shù)要求，只有充分的考慮了這些要求，才能保證流量計(jì)具有良好的計(jì)量性能。