科式力質量流量計
也叫科里奧利質量流量計。流量計是一種利用被測流體在振動管道中流動時,產生與質量流量成正比的科里奧利力原理來直 接測量被測流體的質量流量的裝置。科式力質量流量計讓被測量的流體通過一個振動中的測量管,流體在管道中的流動相當于直線運動,測量管的振動產生一個有著固定的頻率角速度。流體為了反抗這種強迫振動,給管子一個與其流動方向垂直的反作用力(也就是科里奧利效應力)。這樣管子的震動不同步了,上游處與下游處在振動的時間先后會出現差異,(差異是由于入口段和出口段流體流向是相反的),這叫做相位時間差。這種差異與流過管子的流體質量流量的大小成正比。通過電路能檢測出這種時間差異的大小,則就能確定質量流量的大小。
科式力質量流量計均由流量傳感器以及信號轉換處理器兩部分組成,二測量管則有多種不同形式:比如雙直管、雙U形管、雙S形管、雙Ω形管等。現在就以雙U形管科式力質量流量計為例,說明一下其工作原理。雙直管形雙直管形科式力質量流量計是由兩根測量管,一個驅動線圈,上游傳感器和下游傳感器構成的。當儀表工作時,驅動線圈驅動測量管振動,產生正弦波。正弦波通過上游傳感器和下游傳感器檢測。當液體或氣體流過測量管,科式力效應在正弦波上產品相位差,并通上下游傳感器傳感器檢測。由于相位差和質量流量呈線性關系,則可以計算出通過測量管流體的質量流量。
同時,由于科式力質量流量計工作時需要對測量管施加一個共振頻率,而共振頻率與通過測量管的流體的總質量有關,因此可以從所測得的共振頻率計算出通過測量管的流體總質量。真空管的體積是已知的,從而能測得通過真空管流體的混合密度。因此,通過一個科式力質量流量計能錄取到兩個參數: 總產量和混合密度。在知道原油密度的情況下,只需要一個科氏流量計加一個溫度傳感器(進行溫度補償),就能準確計量油水兩相流的油水各自產量。
而對于油氣水三相流來說,需要再測定含水量,通過含水量、混合密度、總流量三個參數就能確定油氣水各自的產量。科式力質量流量計沒有可活動部件(如渦輪等),不需要定期標定和保養清潔,是一種比較省心省力的流量計,同時還具有測量準確度高(0.1%~0.5%)、安裝要求不高、應用范圍廣等優點。將此種流量計應用于多相流量計就能比較準確地錄取到通過流體的總流量,從而可以比較準確地計算出油氣水三相流體的各自產量。