1 應用概況

CMF主測量參量是質量流量，第二測量參量是流體密度，還有附加測量流體溫度。還可由質量流量和流體密度派生出測量雙組分溶液中溶質的濃度。CMF應用最多的是需要考核質量（對應與體積的mass，而非品質）為目標的計量總量或測量/控制流量，具體說有；貿易結算交接計量或企業內部核算計量；批量生產(batch process)進料的分批計量（替代以前費工費時的稱重計量）；管道混合(blending)配比的控制。
    然而CMF的零漂等問題限制了一些在貿易計量方向的應用。，列例如美國石油協會（API）在90年代中期還認為CMF在石油工業的運行技術尚不成熟；國際標準化組織石油產品及潤滑油委員會石油動態計量分委員會(ISO/TC28/SC2)年會上，因“CMF在石油工業密封管道`輸送工藝’中的技術尚不成熟”，撤銷專門負責制訂CMF國際標準的工作組(WG6)。由于CMF性能進一步完善，在其它領域的貿易交接計量應用方面逐漸增加，現在情況似有變化。
    密度是CMF測量的第二參量，再生產在生產過程中作某些品質指標控制，如溶液稀釋程度，交接時防止賣方有意稀釋；或求去取溶液中溶質濃度，測量溶液中溶容質流量或總量，如油井口流出油水混合液體中油的產量，還可辨別流動中液體種類，分路發送，如區分管系成品液和清洗液交替流動，分送下游不同管道。
   90年代中期CMF又拓展到測量液體的粘度，利用CMF的壓力將降與粘度的函數關系輔以差壓變送器作在線測量。
   CMF對被測液體的粘度適應范圍寬，從低粘度液化石油氣到高粘度原油和瀝青液。具據國外某儀表廠90年代出初統計分析表明，銷售使用于中高粘度液體占50%以上，其中400mPa?s以上占10%。CMF還可應用于非牛頓流體和液固雙相流體的流量測量，如乳膠、懸浮高齡高嶺土液、巧克力、肉糜漿等。
    早期CMF僅用于液體，然后擴大應用與于高壓氣體，到90年代初才有適用于測量中低壓氣體的儀表。據Micro Motion公司稱；迄1997年該公司已有7500臺CMF應用于氣體，其中服務于汽車壓縮天然氣(CNCCNG)加氣站計量的CMF有6000臺。
    用戶產業分布；：據國外某儀表制造廠90年代初統計分析，CMF的應用中化學工業占40%，石油工業（包括煉制和儲運）占20%，食品工業23%，其它占17%，其中食品工業占有相當比列比例；在國內當前石油、石化業用戶資金雄厚，用的較多，而食品工業用戶可謂絕無僅有。

2 測量精確度與范圍度

大部分制造廠以“量程誤差加零點不穩定性”的方式表達基本誤差。這是一種巧妙的表達方式，給用戶產生一種精確度很高的印象。實際上在低流量或接近下限流量時，誤差較大，基本誤差常超過量程誤差一倍以上，選用時應予注意。基本誤差通常在±（0.15～0.5）%R之間，重復性誤差一般為基本誤差的1/4～2/3；流量范圍度大部分在（10：1）～（50：1）之間，有些則高達（100：1）～（150：1）。基本誤差與范圍度有關，列如例如Micro Motion公司D系列10：1時為±0.36%R，20：1時為±0.58%R。
     零點不穩定性通常以%FS表示，也有以流量值kg/min表示。零點不穩定性一般再在±（0.01～0.04）%FS之間。若±0.04%FS零點不穩定性和20：1范圍度的儀表，下限流量時因零點不穩定誤差可能達到該測量點的±0.8%R。
    由于CMF精度不斷提高，對于精度較低儀表予以忽略的介質溫度和靜壓變化影響將凸顯出來。實際工作條件下測量精確度要考慮介質溫度附加誤差δ_T和靜壓附加誤差δ_P，評估測量條件下測量誤差δ_Σ通常由基本誤差δ_B和δ_T、δ_P按式3合成。

 （3）

下文將進一步討論介質溫度和靜壓的影響。

3 流量范圍和壓力損失

上文提到CMF流量范圍度很大，實際上是由于上限流量定的得很高所致，與其他類型儀表如容積式、渦輪式相比，如以水的密度計算名義口徑流速高達8～12m/s，有些型號甚至達15～16m/s，而容積式和渦輪式僅為3～5m/s。測量管內流速還要高，因此大部分型號CMF的壓力損失較大，用于水等低粘度液體時為0.1～0.2MPa，選用時應予注意。
  按使用條件選擇CMF規格大小時考慮的主要因素之一為估算儀表壓力損失（或稱壓力降）△pp是否在管系允許值之內。，在允許壓力降情況下，為獲得最佳測量精確度使用的滿度流量盡可能在CMF的流量范圍內選的得高些。通常CMF的名義口徑小于（或等于）管徑，很少大于管徑者。
   但也有少數型號儀表壓力降較低，列如例如RHM系列上限流量名義口徑流速僅2～3m/s，壓力降約在0.05MPa左右。
圖 4 流量傳感器壓損線列圖
   CMF的壓力降隨著流體粘度增加而增加。圖4所示是D150型（口徑40/50mm）的不同粘度流體流量-壓力降關系線列圖μ=1mPa·s，相當與常溫下水粘度，μ=0.01mPa·s相當與于大部分氣體的粘度。從圖上可以看出粘度為500mPa·s液體的壓力降為水的10倍。高粘度液體在儀表中呈層流流動，壓力降△p和流量qm之間呈線線性關系（即，式中k為系數，指數n=1），低粘度時為紊流流動,`基本上為平方關系（即n=2），中等粘度關系線為折線，小流量段呈層流，中高流量段為從層流轉向紊流的過渡區流動，n在1與2之間。
   所使用流體的粘度在圖示線列之間，有文獻建議可采用比列比例內插法進近似計算，只適用與于高粘度液體層流流動區。對于中低粘度，粘度-壓力損失呈指數關系的紊流區和過渡區并不適用，只能是粗略估計。
   對于在原有管線上以CMF替代其他類型流量儀表（如渦輪流量計）的技術改造，更要核算動力泵揚程能否滿足克服CMF所增加壓力損失，必要時換較大揚程的泵。

4 測量氣體流量

氣體流量的能否測量取決于是否達到規定的質量流量值，由于氣體的密度低，必須要在很高的壓力和很高的流速下才能達到。列如例如，Micro Motion的DS-100型（25mm口徑）儀表流量達到額定流量范圍最大值455kg/min時，空氣密度若為100kg/m³，絕對壓力必須達到7.6MPa，氣其流速要高達154.5m/s，即使流量在額定最小流量68kg/min時，流速也需要達23m/s。
    有些型號儀表則規定氣體密度下限，列如例如Heinnchs公司的TH系列為2kg/m³；‘Krohne；公司的MFS-3000系列1.5E和10E型（口徑分別為6和8mm）為50kg/m³，Foxboro公司，的CFS10=1/AS 系列為200kg/m³，如測量空氣流量，則絕對壓力必須分別達到4.2和1608MPa16.8MPa。
   同一儀表用于測量氣體時性能低與于測量液體。列如例如；制造廠聲稱EIite系列時測量氣體時誤差為±0.5%R而測量液體時誤差為（±0.1%+零點不穩定度）。但該廠另一論文對同一系列儀表試驗結論又稱所有數據均優于±2%Rr，讀該文所附各圖，可見到在測量低壓氣體時測量誤差有接近或超過1%者，這是因為流量處于額定流量百分之幾的低流量，是零點不穩定度所起主要作用，低壓時重復性也較差，達0.6%。
    用于測量低壓氣體應注意到可測量流量將大為降低，列如例如EIite系列CMF100型（口徑25/40mm）再在測0.175MPa壓縮空氣時最大流量僅為約4%額定流量。
    通常用于氣體的CMF不用氣體效驗校驗，仍用水校效驗的儀表的常數，。一般認為兩者之間差別不大，實際上還是有些差別的。文獻{9}在試驗后認為流體密度從1000kg/m3（水）到2kg/m3（0.17MPa空氣）很寬的范圍內，用工廠校準的儀表常數，精確度優于2%，一般誤差小于±0.5%。英國工程實驗室（NEL）也曾對6臺口徑25mm CNF作過液氣對比實驗；3臺在較低壓力1.5MPa空氣實驗，其中2臺非線形比液體時大0.6%，1臺重復性1%，1臺重復性低劣達15%，儀表常數變化10%；3臺在較高壓力6MPa實驗，其中2臺重復性比液體時大0.3%，非線形分別比液體大1.5%和1.3%，1臺不能工作。

5 含有氣體的液體

制造廠通常聲稱含有百分之幾體積比游離氣體的液體帶給測量值的影響不大。當測量氣泡小而分布均勻的液體，列如例如冰淇淋和相似乳化液 ，可能是對的。，然而意大利計量院對7種型號CMF含氣量影響實驗表明；含氣泡1%（體積比）時有些型號無明顯影響，有些型號誤差為1%～2%，而其中某一雙管直管式型號則高達10%～15%；含氣泡10%時，誤差普遍增加到15%～20%，個別型號高達80%。Danfoss公司的實驗也證明。當液體含0.3%氣泡時，儀表仍可保持原由精確度；當含氣量達5%時（在常壓下），儀表誤差以達10%此外，流體的壓力、流速、粘度和氣液混合方式等不同帶來的影響也不一樣。但有些型號CMF聲稱可測量含氣量較高的液體，列如Krohne公司MFS200型（圖3（h））所示雙并聯測量管口徑15～25mm儀表，在合適應用條件下含氣量可達15%，因此在制造廠未專門說明可測量含有氣體的液體時，最好測量可能含有氣體液體的儀表前采取脫氣措施。

6 含有固體的液體

測量含有少量固體的液體流量時，各種類型CMF都有較高的信賴度。當固體含量增加，固體具有強磨蝕性或者軟固體（如食品湯汁中的蔬菜塊），就應按流體的特點選用合適類型測量管的CMF。
含有固體較多或含有軟固體，應避免選用測量管內徑比名義管徑小得多的儀表，防止堵塞。最好選用單管型或雙管型中的串聯型，因為如用雙管型中的并聯型，分流器上粘附雜物導致改變二路分流量，產生誤差；更為嚴重的情形是如一路堵塞可能不被立即發現。
    測量強磨蝕性的漿液時間同樣有堵塞問題，且對分流管的磨蝕不均勻亦會改變原來得的分流比，因此亦不宜選用雙管并聯型。，最好采用單直管形狀測量管管壁較厚的CMF。因為測量管形狀復雜易產生管壁磨蝕不均勻。

7流體工況或物性參量對流量測量的影響

通常儀表制造廠的樣本和使用說明書等技術文件聲稱CMF的測量性能不受流體的溫度、靜壓、密度、粘度變化影響。，然而隨著用戶日益增加應用經驗，感到并非完全如此，集資委托第三方研究開展影響量的實驗研究。制造廠也開展各項應用技術研究，有些影響量已達到可提出修正量的程度。
     如果CMF的流量測量精確度仍為初期的0.5%～1%R，常用范圍的流體工況和物性變化影響或可可忽略不計，然而當前精確度指標定的很高，達0.1%～0.15%R，影響量就更凸顯出來了。
    （1） 溫度影響
    介質溫度或環境溫度變化會改變測量振動管的揚楊氏模量和影響零漂的結構等各種因素。大部分型號儀表對楊揚氏模量的溫度系數經電子線路補償以減少其影響量；零漂影響由于是受振動管幾何形狀和結構件的非對稱性所形成，是不能再現的，因此尚難減小消除。然而楊揚氏模量的溫度系數是一個統計量，因測量管材料批號和熱處理等工藝的不一致性，有一定幅度范圍。有可能補償不足或過渡，不可能全部補償為零。各制造廠所提供流體工作溫度范圍僅根據儀表材料結構等因素來確定的，并不意味著再次在此范圍內保持常溫下校準的性能。僅有少數制造廠能提供儀表的溫度影響量，如Micro Motion公司。
     英國NEL曾對90年代初國外市場上多家制造廠CMF的溫度影響量做過實流試驗。水溫變化范圍5～400C。每改變一次水溫，儀表在流量試驗前調零，在該溫度內以后就不能再調。8臺儀表中3臺無影響，1臺儀表常數變化0.5%，2臺變化1%～1.5%，2臺變化1.5%～2%。5臺變化儀表的溫度影響量為±（0.014～0.057）%/0C，還是相當大的。
    （2） 壓力影響
    液體靜壓增大會使測量振動管呈繃緊（stiffening）現象，彎曲管還有布登管效應（Bour-don effecf），產生一個負向偏差。這兩種壓力效應雖然影響量很小，但是使用時靜壓與校準時相差甚大時，對于高精儀表其值還是不容忽視的。壓力影響量取決于測量管管徑、壁厚和形狀，小口徑儀表由于壁厚管徑比大，影響量小；大口徑儀表則壁厚管徑比小，影響量大。Micro Motion公司提供該公司儀表壓力影響數據，以校準時壓力0.2MPa為基準，CMF100型儀表（口徑25mm）壓力影響量為-0.03%R/MPa，CMF200型（口徑40/50mm）為-0.12%R/MPa；D系列較大，D300型（口徑80/100mm）為-1.35%MPa，D600（口徑150/200mm）為-0.75%MPa。若使用過程中壓力有很大變動，則可以根據實際靜壓修正儀表常數。
    NEL對90年代初市場上8臺CMF所作靜壓影響試驗結果如表1所示，靜壓影響量最大為-1.75%/MPa，最小為-1%/MPa，平均為-1.4%/MPa.

表1 壓力影響量

注:以校準時壓力為基準

  （3） 密度影響
    以前認為CMF的流量測量性能不受介質密度影響，但近年各方實驗說明還是有一定影響，認為誤差小于±0.5%R，其中有密度影響部分。
    NEL 對90年代初市場上8臺CMF，以4種不同密度的液體做密度影響試驗，密度范圍從煤油0.78到乙二醇1.11kg/L。8臺儀表中有1臺變化+0.5%（以煤油為基準）。
     Danfoss公司對本公司cmf試驗也證明存在密度影響。10mm口徑儀表介質密度2kg/L的流量值與1kg/L相比，相差-0.1%；0.5kg/L的介質與1kg/L的介質相比為+0.06%。
    （4） 粘度影響
    粘度較高的液體會較多吸收科里奧利激勵系統的能量，在流動開始時尤甚。這一現象對有些結構設計的CMF可能導致測量暫時停止振動，直到正常流動。
    NEL 對90年代初市場上8臺CMF，用水、煤油、粗柴油、乙二醇四種粘度液體，粘度范圍為1～29.5mm²/s，在稱重流量標準裝置上試驗。其中一臺有明顯粘度影響，大流量(2～5kg/s)時儀表常數變化0.25%，在小流量時20%Q_max(0.5kg/s)時變化0.5%，10%時變化2.2%。

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