摘 要：科氏力質(zhì)量流量計的基本原理是當(dāng)流體流經(jīng)一段進行著角振動（同相位振動）的管子時，在管子上就會產(chǎn)生科里奧利力，其大小正比于流體的質(zhì)量流量。在角振動著的管子上又疊加了一個扭轉(zhuǎn)振動（反相位振動），扭轉(zhuǎn)角的大小也就正比于流體的質(zhì)量流量。該流量計于20世紀(jì)80年代問世，目前國際上只有美國、德國、英國、日本、丹麥等少數(shù)國家能進行生產(chǎn)。能夠?qū){狀、糊狀、多相流體、高低溫流體、強酸及脈動流體進行測量。可廣泛應(yīng)用于石油、化工、食品、造紙、制藥等行業(yè)。

關(guān)鍵字：科里奧利力 質(zhì)量流量計 計量 酒類行業(yè)

    科里奧利力（Coriolis Force）質(zhì)量流量計是一種20世紀(jì)80年代在國際上出現(xiàn)的高新技術(shù)產(chǎn)品。該流量計具有其他體積型流量計不具有的優(yōu)點：在一定條件下，測量不受溫度、壓力、粘度、密度的影響，對流體的質(zhì)量流量進行直接測量。因此，可廣泛用于石油、化工、食品、造紙、制藥等行業(yè)。

    1 國內(nèi)外技術(shù)水平現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

    科氏力質(zhì)量流量計是基于如下原理：當(dāng)流體流經(jīng)一段進行著角振動（同相位振動）的管子時，在管子上就會產(chǎn)生科里奧利力，此科里奧利力的大小正比于流體的質(zhì)量流量。從現(xiàn)象來看，就是角振動著的管子上又疊加了一個扭轉(zhuǎn)振動（反相位振動）。扭轉(zhuǎn)角的大小也就正比于流體的質(zhì)量流量。因此，我們從其工作原理可知，這種流量計的流管內(nèi)不存在任何用于測量的器件。由于科氏力質(zhì)量流量計所具有的自身特點，相對其他形式的流量計具有明顯的優(yōu)勢，能夠?qū){狀、糊狀、多相流體、高低溫流體、強酸及脈動流體進行測量。

    該流量計自20世紀(jì)80年代問世以來，引起了世界各國的關(guān)注，但由于技術(shù)及工藝條件的限制，目前國際上只有美國、德國、英國、日本、丹麥等少數(shù)國家能進行生產(chǎn)，其技術(shù)上是以不同的振動管結(jié)構(gòu)形狀和科氏力測量方式來加以區(qū)別。上述生產(chǎn)國中，以美國Micro Motion公司水平最高、規(guī)模最大。目前已有近30萬臺流量計在世界范圍內(nèi)使用。其測量誤差為0.15%~O.2%，零點穩(wěn)定性為0.02%~0.005%。以行業(yè)發(fā)展趨勢來看，如何進一步提高科氏力質(zhì)量流量計線性度、零點穩(wěn)定性，靈敏度、長期穩(wěn)定性、各種精密的溫度補償，更加智能化的質(zhì)量流量計等是一個長期不斷的研究內(nèi)容。

    我國于20世紀(jì)90年代初開始研究科氏力質(zhì)量流量計。目前生產(chǎn)廠有太行儀表廠、北京化工研究院及中國測試技術(shù)研究院等單位。由我院研制生產(chǎn)的“尼蒙特”質(zhì)量流量計擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，1999年完成國家級專家鑒定，產(chǎn)品性能居國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進水平。

    2 “宏控”質(zhì)量流量計

    廈門宏控生產(chǎn)的“尼蒙特”質(zhì)量流量計，擁有3項國家實用新型專利，獲國家科技進步二等獎，被列入國家重點新產(chǎn)品推廣計劃，中央電視臺曾作過專題。

    2.1 質(zhì)量流量計的組成

    質(zhì)量流量計由傳感器和變送器組成。如圖2所示。

    傳感器部分的左、右檢測器拾取的信號輸入到變送器中用于實現(xiàn)時間差的測量；激勵器用來激勵振動管使之產(chǎn)生角振動；溫度傳感器用來測量介質(zhì)的溫度以補償流管彈性模量的溫度變化。流量計變送器主要是對來自上述各部分的信號進行計算處理，準(zhǔn)確地實現(xiàn)質(zhì)量流量的測量。

    2.2 主要技術(shù)特點

    在結(jié)構(gòu)上采用了新型流管結(jié)構(gòu)，提高了質(zhì)量流量測量的靈敏度，應(yīng)用有限元分析技術(shù)設(shè)計流管尺寸，使流管工作在最佳工作頻率，提高了流量計對外界振動干擾的抑制能力；采用了對稱差動測量技術(shù)，實現(xiàn)了時間差的高精度測量；軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)化、可靠性高；傳感器及變送器均采用本設(shè)計，變送器外殼采用隔爆設(shè)計。

    2.3 主要功能及技術(shù)指標(biāo)

    可直接測量流體的瞬時流量和累計流量，無可移動部件，無需經(jīng)常維護，正/反向流量質(zhì)量累計，所有參數(shù)可編程并從鍵盤輸入，掉電保護功能，安全鎖。技術(shù)指標(biāo)：見表1。

表1 質(zhì)量流量計組成技術(shù)指標(biāo)

型號	最大流量(kg/min)	最小誤差(kg/min)	基本誤差(%)	零點穩(wěn)定度(kg/min)	壓力(MPa)
TH006	20	1	±0.2	0.004	25
TS015	120	6	±0.2	0.024	8
TS025	450	22	±0.2	0.09	8
TS040	1500	75	±0.2	0.3	5
TS075	3000	150	±0.2	0.6	5

    3 “宏控”質(zhì)量流量計在酒類行業(yè)的應(yīng)用

    從1997年開始，“宏控”質(zhì)量流量計相繼在四川成都全興酒廠、瀘州老窖、沱牌酒廠安裝使用，為酒類行業(yè)內(nèi)部計量提供了強有力的技術(shù)保證。下面以“尼蒙特”質(zhì)量流量計在瀘州老窖的使用情況為例加以說明。

    3.1 實驗時間

    2002年3月20日。

    3.2 實驗地點

    瀘州市瀘州老窖（集團）有限公司羅漢基地二組。

    3.3 實驗方法

    模擬瀘州老窖（集團）有限公司羅漢基地酒液進庫計量的過程。以地磅秤作為標(biāo)準(zhǔn)器。用自吸式飲料泵將酒液從酒罐車（酒罐車已在地磅上稱量了毛重）中抽出來，通過質(zhì)量流量計計量后送入酒庫的儲酒罐中之后，酒罐車在地磅上稱出皮重。地磅秤所示毛重與皮重的差值（即凈重）的總和即為該次進庫的酒液的標(biāo)準(zhǔn)重量。質(zhì)量流量計的示值的總和為該次進庫的酒液的重量的測量值。以測量值與標(biāo)準(zhǔn)重量的比值的百分?jǐn)?shù)作為評測質(zhì)量流量計計量準(zhǔn)確度的依據(jù)。

    3.4 實驗條件

    室內(nèi)溫度：常溫。
    實驗介質(zhì)：基礎(chǔ)酒。
    標(biāo)準(zhǔn)器：法定檢定周期內(nèi)使用的符合商用Ⅲ級秤要求的30t地磅秤。
    酒罐車：10t罐（或其他噸位）酒罐車。
    質(zhì)量流量計：TS025/MFT10DS型質(zhì)量流量計。
    安裝形式：質(zhì)量流量計安裝符合生產(chǎn)廠商安裝要求。

    3.5 實驗數(shù)據(jù)（見表2）

表2 2002年3月20日實驗數(shù)據(jù)

車次數(shù)	質(zhì)量流量計示器Q（kg）	地磅秤示值凈重W（kg）		累計誤差
1	4150	4160
2	4160	4170
3	4150	4160
4	4140	4160
5	3810	3810
6	4140	P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center; mso-layout-grid-align: none" align=center>4140
質(zhì)量流量計累計示值 ∑Q（kg）	24550	累計凈重 ∑W（kg）	24580	0.12%

    3.6 實驗說明

    瞬時流量≈190kg/min。

    3.7 評測結(jié)論

    通過測試，實驗數(shù)據(jù)可得出如下結(jié)論，中國測試技術(shù)研究院生產(chǎn)的科氏力質(zhì)量流量計完全能達到瀘州老窖（集團）有限公司酒液進庫計量誤差0.2%的要求。

    4 經(jīng)濟效益分析

    隨著白酒行業(yè)競爭的日益激烈，各廠商均將提升自身技術(shù)水平和降低管理成本作為提高經(jīng)濟效益的重要手段。在酒類行業(yè)，轉(zhuǎn)庫計量作為內(nèi)部生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，許多企業(yè)每年支付的費用十分巨大，如何提高工作效率和降低成本成為企業(yè)關(guān)注的重點，采用質(zhì)量流量計進行轉(zhuǎn)庫結(jié)算是最佳的手段，以瀘州老窖（集團）有限公司的應(yīng)用為例：

    瀘州老窖（集團）羅漢基酒基地年產(chǎn)能力為3萬噸，儀器使用前采用酒罐車轉(zhuǎn)庫，轉(zhuǎn)運成本為40元/t，每年須支付費用120萬元；采用流量計計量，轉(zhuǎn)運成本為28萬元（4套流量計投入），每年須支付費用不到l萬元（電費）。

    另一方面，采用儀器結(jié)算，避免了以前由于人員因素所引發(fā)的損失和糾紛，大大降低了工作量，經(jīng)濟效益十分顯著。