【国家标准(GB)】 封闭管道中流体流量的测量 科里奥利流量计的选型、安装和使用指南

ICS 17.120. 10
中华人民共和国国家标准
GB/T20728—2006/IS010790:1999封闭管道中流体流量的测量
科里奥利
流量计的选型、安装和使用指南Measurement of fluid flow in closed conduits-Guidancc to the selection,installation and use of Coriolis meters(ISO 10790.1999,IDT)
2006-12-13发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标化管理委员会
2007-07-01实施
术语实义
3科里奥利流量计的选型准则
3.1总则
3. 2精确度
3.3安装
3.4过程条件和流体特性的影响
压力损失
3.7转换器(二次装置)
4检验和适应性
质量流量测量
糖确度
5.3影响质量流量测量的因素
等点调整
5. 5质量流量的校准
6过程条件下的密度测量
工作原理
相对密度
精漁度-
影响密度血的因素
校推和调整
过程条件下体积流量的测量
体积计算·
精确度
特殊影响
工厂校准·
多成分系统的总体考虑
不混济混合物·
8.3含非化学反成或分的可混溶液体8.4含化学反应成分的溶被
温度和压力的特别考·
校准技术
附录A（资料性附录）
GB/T 20728--2006/IS0 10790: 19991
GB/T20728—2006/ISO 10790:1999附录B(资料性附录)
附录C（资料性附录）
附录D(资料性附录）
附录E(姚范性附录)
参考文献
科里奥利流量计的二级安全壳
科里奥利流虽计技术规范
质量分数测量实例
气休测量指南
...............
GB/T 20728—2006/ISO 10790:1999本标准旨在为科里奥科流鼠计的选择、测试，检验操作和校准捉供指导。本标准等同采用ISO10790,1999封闭管道中流体流基的测量科单奥利流量计的选型，安装和使用指南》英文版)。
本标准等同翻译IS010790:1999
本标推在制定时按GB/T1.1--2000&标推化工作导侧1部分：标谁的结构和缩写规则》和GB/T20000.2一2001%标准化上作指南第2部分：采用国际标准的规则》的有关规定做了如下编辑性修收：
a）删除了ISO10790：1999的引言，h）“本国际标准”一词改为\本标准”e）将2003年第1次修改单的内容纳人正文中，并个止文页边空户处用垂直线（1标识本标准更正了 IS0 10790,1999的编辑性错误a）在1S)10790:1999的3.4.1中参见5.3,6.4,7.4和8,3\有误，现更止为参见5.3,6.5,7,1和8.5”。
b）A.2.4第二段中见3.2.10\有误，现已更正为*见3.3.11”。c】图A,1中，“试验流量计入口压力\的单位原为 bar.现更正为“kPa”：\粘度”和\密度\后左计虽单位，现已补上
本标的附录 A,附录B,附录C和附录ID为资料性附录，附录F为规范性附录，本标维由中国机越工业联合会提出本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会第…-分技术委员会归口。本标准出上海工业自动化仪表研究所负责起草。本标推参加起草单位：上游仪器仪我皮自控系统检验测试所，上海科隆光华仪器有限公司、上海天信位有限公司、北京瑞普三正装有限公司，生狱生过程控制有医公司本标准E要起草人：李明华、陈诗恩、宋建军、李振中，项梓良、顾志烈、裴。本标难为首次发布。
1范围www.bzxz.net
GB/T20728—2006/IS0 10790:1999封闭管道中流体流量的测量
科里奥利流计的选型、安装和使用指南本标准提出了测量流体的质量流凿、密度、体积流最和其他相关参数的科里奥利流量计的选型、安装，校准，性能和操作的指导原则。术标谁规定了（利用预定标准密度）测定气体质量流量和标准体积流量的方法，本标雅亦避当考虑發测流体的性质、科里奥利流量计的主要用途是测量流体的质量流量。但某些科单奥利流量计还具有泌量流体的密度和温度的能力。通过测量这三个参数可以测是流体的体积游量和其他相关参数。经特殊考虑，任何科里奥利流虽计原则上都可用于测氧气体流晕。测量气体流量的特别考虑事项在附录 E中给册。
本标准主要适用丁液体的测量,有可能在某些场合下也适用于气体的测量。2术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。2.1
科里奥利流最纤Coriolismeler
典流量检测元件（一次装置）和转换器（二次装置）纽成，利用流体与振动管动的相互作用测量质量流量的装置。它也可用于测量流体的密度和过程温度：2. 2
流量检测元件（一次装置）Howsensor(primarydevlce）由振动管,驱动系统、测量传感元件、支撑机构和外壳组成的机械组件。2. 2. 1
振动管wcillatinglubes）
被测流体流过的管子。
驱动系统drive system
激励振动管振动的装置，
sensing device
检测装置
检测科里奥利力效应片测量振动管接动频率的检测元件。2. 2. 4
支撑机构 supporting structure振动的支架。
外克housing
流量检测元件的环境防护装置：2.2. 6
辅助安全壳
secondary containment
振动管破裂时提供环境防护的外壳。GB/T 20728—2006/ISO 10790:19992.3
转换器（二次装置）transmitter(secondarydevlce）提供驰动并转换米白流量检测元件的估号，产生被测参数和推导参数输出的电子控制系统。它还川提供从参数(例如温度参数)中推导出的修正量。2.4
流量 tlow rate
流过流量检测元件横截面的流体量与该量流经该截面所用时间之比。2. 4. 1
质量流量
mass flow rate
流体量用质基表示的流量。
yolume flow rate
体积流量
流整量用体积表示的流量。
测鼠的精(准)确度
accuracy ut Jdeasuremen
测基结果与被测量真值之间的一致程度。［VIM\]2.6
(测量结果的）重复性repeatabilityof results of measurements）在相同测量条件下，同一被测量的连续多次测量结果之间的一致棒度。【VIM好了2.7
测量的不确定度
uncertainty of measurement
表征被测量合理赋值的分布，与测量结果有关的参数。VIMr12.8
(测量)误差error(of measurement)测量结果减去被测量的真值，「VIM[5172.9
校准系数calihration factor(s)校准检测元件时取得的每个检测元件所特有的数值常数。转换器中设置了此常数后可确保科里奥制流量计按规定的规范工作。
流量校准系数 flow calibralion faclur(s)与质量流量测量有关的校推系数。2. 9. 2
密度校准系数density calibration factor(s）与密实测量有关的校准系数
零点偏移zera offset
流量为零状态下显示的测糖H，通常是由丁周围管道系统和过程条件将应力施加在振动管上的结果。
注，通过调零可减小零点偏移。2.11
零点稳定性 zero stahtlity
举点调整后，流量为季时科里奥利流量的输出量值，制造商以质每单位时间的绝对值表示。注：只有在流体无气池和大沉淀物的稳定条件,零点稳定性的规定值才有效。2.12
（液体的）闪蒸（liguids)tlashingGB/T20728—2006/15010790:1999管路压力下降到等于或者低于液体的汽化压力时产生的现象，注1，这种现象通常是由于减体的流速加快导致压月下降而引起往2：闪燕不适用于气体。
（液体的）空化（liquids)cavitation如果压力恢复导致气范满裂（内向被裂），与闪蒸有关井在发生因蒸后出现的现象。注：空化不适用于气体。
相对湿度 relative hunidity
气体中水蒸气的实际含量对过程条件下气体完全恼和时的最大水蒸气含虱的百分数。2.15
阻塞流choked flow
特定上游条件下可能存在的特殊凡何形状的最大流量。往1：出现阻塞流时，懿面处的流速等于局部声连值、即小压力抗动的传播建度，注2，科里奥利流量引的人口和出口处都可能发生阻塞流，2. 16
激波shockwave
超声速流中的不连续性。其问，压力和温度会突然升高。2.17
临界喷嘴critical nwzzle
喷曬的孔何形状和使用条件使得流量处于临界状态够文丘里喷嘴。注另见TSO 9300。
3科里奥利流量计的选型准则
3. 1总则
宜根据所需的参数测量范困和精确度选择科里奥利流最计。在选择时要考虑以下几点。3. 2精确度
精确度的表达方式取决于使用的参数。有关质量流量、密度和体积流量的精确度，分别见5.2,6.4和 7. 3。其他参数见第8章。
往：制造商宜给出规定参比条件下的精确度。如果使用条件明显不同于原校难时的工况条件，科里奥利随量计的性能可能会变到影响，
3.3安装
3. 3. 1总则
制造商官详细说期最佳安装配置和使用限制。参见附录C。设计的安装配置宜能提供最长的工作寿命。如有必要,可在科单奥利流量计的上游侧设置滤网,过滤器，消气器和（或）蒸汽分离器或其他保护装置，用于去除可能导致科里奥利流型计损坏或引起测量误差的固体物或蒸汽。
科里奥利流量计一般安装在主流管道上，但测量密度时也可以置于旁路管道上。3.3.2安装规范
应该考虑以下几点：
）安装科里奥利流计所需的空间，包括需要现场校准时连接外部校准装置或标准流量计所需3
GB/T20728—2006/E0 10790.1999的空间：
管道连接件的等级、连接方式和材质，以及所便用装置的尺寸：b)
危险区域的分类：
d气候和环境对检测元件的影响，例如温度，湿度、腐蚀性大气，机械冲击，振动和电磁场；e）安装和支摔要求。
3.3.3满管要求
安装一次装置时宜使振动管充满被测流体，这有助于防止科里奥利流量计的量性能减退。制造商成规定清除或者排空科里奥利流量计中的液体或气体的手段。3.3.4安装方位
堵塞、摄盖物、敲留气体，冷诞物或周体沉滨物会影响科单奥利流量计的性能。检测元件的安装方位取决于科果奥利流鼠计的预定应用场合以及报动管的儿何形状，制造商应对科里奥利流量计的殊装方位凝出建议。
3.3.5流动象件和直管段要求
出上，下游管道结构引起的旋涡流体或者不均匀速度剖面通带不会彪响科里奥利流母计的性能，尽管通常不需婴特殊的直管段，宜始终保持良好的管道状态，3.3.6阀门
安装在科里奥利流量计的上游和下游，供隔离和零点谢整使用的阀门可以是任何类型的阀门，但需能严密关闭。与科里奥利流量计串联的控制阀应安装在下游，使科单奥利流鼠计内尽可能维持最高压力从而减少发牛空化和闪蒸的机会3.3.7清洗
某些应用（例如卫生设施）可能需要对科里奥利流量计进行现场清洗，清洗的方法有以下几种：a）机械方法（用清管器或超声波）自排方法。
c）冲洗方法：
一消薛法（就地蒸汽消毒，SIP）：一化学或生物法（就地清洗，CIP)。注1：使用清洗剂消洗应注意避免交叉污案、注2：应确定捡测元件接链过程流体的材料与过程流体及消洗剂之间的化学枢容性。3.3.8液力和机械振动
「制造商应说明科里奥利流量计的王作频率范国，以便能许估连程频率或者其他外部机械耐加频率能产生的影响。除了工作频率之外，其他题率有可能会对科里奥利流量计的性能产生影响。正确地安装和固定科单奥利流鼠计能有效抑制上述影响。在有高强度机械振动或流体脉动的场合，可考虑使用抑止流体脉动的装暨（参见3.4.7)和或》隔振器和(或)来用柔性连接件。
3.3.9闪蒸和（或)空化
科单奥利流草计内经常会出现相当高的流连，这会造成科望奥利流量计内局部动态压力下降，从雨导致闪和(或)空化
内蒸和空化会引起测退误差并可能损环检测元件，因此任何时候都应避免科里奥利流量计内（以及紫邻科里奥利筑最计的上，下游）现闪燕和空化。3.3.10管道应力和扭力
流量检制元件在运行时会受到转向力、弯曲力和扭谢力的影响。过程溢度和（或）匹方的变化会导致这几种力改变、这会影响科单奥利流量计的性能。应准意确认紧固装置不会将外力作用于科里奥利流量计上。
GB/T 20728—2006/1S0 10790:1999还应采取措施防止过量的应力通过连接管道作用于科里奥利流点计上。任何场合下帮不能利用科单奥利流计校直管道。
3.3.11检测元件间的串扰
如果两台或多台科里奥利流盘计紧摸若安装在一起，可能会由于械耦合而产生干扰。这通带被称为串扰。可向制造商咨询避免申扰的方法。3.4过程条件和流体特性的影响
3.4.1总测
密度、粘度等流体待性的变化以及压力、温度等过程条件的变化会影响科里奥利流量计的性能，其影响各不相同，取决于相关的参数。参见5.3,6.5、7.4和8.5。3.4.2应用和流体特性
要衛定最适用于某特定成用的科里奥利流计，必须确定科里奥利流量计工作条件的范用。这些条件包括：
a）工作流量及流动特性：单问或双向,连续、问歇或波动，b）正作密度范围;
c）工作温度范围；
d）工作乐力范围；
足以止闪蒸和空化的筱体压力：f）允许压力损失：
g）工作粘度范围；
被测流体的待性，包括蒸汽压力.两相流和腐蚀性；h)
腐蚀性附着物或污染物对科里奥利流计的影响，杂质的数量和大小，包括液休流中可能携带i
的磨蚀性微粒。
3.4.3多相流
在多数情说下能符合测量液体混合物，均匀液固混合物或含少量气体的均勾液气混合物的要求。测量多相流，包括非均勾混合物的多相流则会导致附加的测量误差，在某些场合会导致无法工作。应注意确保科单利流量计市不存膚气泡冷液滴。3.4.4过提统体的影响
报动管内表面上的授蚀、腐蚀和沉积物（有时称作覆盖层），最初会引起流量和密度的测量误差，长此以往会导致检测元件故障。
3.4.5温度影响
温度变化会影响检测元件材质的特性，从而影响检测元件的响应。转换器中通常在补偿温度影响的设置。
3.4.6压力影响
静压变化会影响检测元件的精确度，制造商应指明影响程度。除了某些精密测品和某些结构和规格的科里奥利流量计汁外，这些变化通常不作补偿。3.4.7脉动流影响
科里奥利流量计一般能在脉动流状态下工作。但在某些情况下，脉动会影响科里奥利流单计的性能（见3,3.8）。这时可遵照制造商有关现场应用和有可能使用抑制流体脉动的装的建议。3. 4. 8粘度影响
高粘度流体会吸收科里奥利激励系统的能呈，这在流动升始时尤其。对于某些结构形式的科里奥利流量计.这种现象会使检测元件测童管瞬间停止振动，直至形成正常流量。这种现象通常会使转换器暂时进人报警状态。
GB/T 20728—2006/ISO 10790:19993.5压力失
流体流经检元件会产生压力损失。压力损失的大小取决于振动管的尺寸和几何形状、质量流量（流速)以及过程流体的动力粘度。制造商应规定参比条件下的压力损失，并提供计算工作条件下出现的压力损失所需的信息，应检查整个系统的总压力，以保证有足够高的压力来适应科里奥利流重计两端的压力损失。
3.6安全
3. 6. 1总则
科里奥利流盘计不能在超出科性奥利流计技术条件的场合下使用。科里奥利流量计也应符合必要的危险区域分类。此外，还应考虑下列安全事项。3.自.2流体静压谢试
检测元件装配完毕后·成按相关标准对接触过程流休的部件进行流体静正试验。3.6.3机械应力
科里奥利流量计应能承受由振动节系统、温度压力和管道振动引起的所有负载。用户应始终视检测元件的局限性。
3. 6. 4侵蚀
含有固体赖粒或空化的流体在流动时会侵星管。漫蚀影响取茨于科量奥利流量计的尺和凡何形状，颗粒大小磨蚀物质和流速，应评估每种应用对科里奥利流盘计的授蚀影响，3.6.5麻蚀
接触过程流体的材料发生腐蚀，包括电化腐蚀会影响检测元件的使用寿命。检测元件的结构材料啦选择能与过程流体和清洗液相容的材料。特别应注总无流动或空管状态下的魔蚀和电化腐蚀应指定所有接触过程流体的材料：
3.6. 6 外壳设计
外壳于要用于保扩流量检测元件免受周围环境（污垢、凝露和机械下扰)的有害影响，这些影响会对测量产生下扰。如果科单奥利流量计的振动管损坏，容纳振动普的外壳就可能受过程流体和过程工况影响导致外完损坏。因此必须考虑下列可能性：a）外壳内的压力可能会超出设计极限：b）流体可能有毒.有腐蚀慌或易挥发，的会褪出外壳为了避免这些问题，可采取下列措施：辅助压力安全壳；
一爆裂隔膜或减压阀、流体排泄口或效气孔等。有关辅谢压力安全光的指南参见附录 B。3.6.清洗
一股指南参见3.8.7。
应注意保证所逆择的清洗案件（清洗液温度，流量等）与科里奥利流最让的材质相容，3.7转换（二次装量）
科里奥利流量计是多变量流虽计,可以在过程的一个点提供种测量数据。在选用最合适的转换器时应考虑下列几项；
）电气、电子、气候和安全兼容性b）安装型式，即一体型或分体型安装；c
所需的输出种类和数牟；
编程的便利性和安全性：
输的稳定性和合理的喷应时，若为模拟量输出还包括量程最小和最大调整量：F)指示系统错误的输出，
GB/T20728—2006/IS0 10790:1999多）所需的输人选项，例如远程零点调整，积算器清零，警报确认；h）数字通信的类型。
检验和适应性
科里奥利流盘计是管道系统的组成部分（管线式流量计），需要像其他管线式装骨一样接受类似的测试。
除了校准和（或)性能检查外，还可进行下列可选试验，以满足机械方面的要求：检查尺寸；
根据川户规定，按照可追潮程序进行附加流体静压试验；-对一次装微进行射线照相检查和（或）超声波检查，检查内部缺陷（即异物）并验证焊接完整性。如有要求，［述谢试结果应列人鉴定报告。除上述报告外，最终检验时还宜具备下列证书：所有承压部件的材质证书：
适应性证书（电气区域分类）：-合格证书：
-校难证书和试验结果。
5 质量流量测量
5.1设备
5.1.1工作原理
科奥利流量计的工作原理是，当旋转体中的一个质点朝旋转中心或相反方向作相对运动时会产生惯性力。此原理如图1所示。
图1科墨奥利流量计的工作原理
一个质量为m的质点以恒速在管子T中滑动，管子T以角速度绕着周定点尸旋转。质点得到一个加速度此加违度可分成两部分：a）方向指向P,等于，的径向加速度a,(向心加速度)；b）角度与α,垂直，方向如图1所示，等于2-的横向速度α,（科里奥利加速度）。为了使顶点获得科里奥利加速度a1，在u，方间上需要有一个大小为2·m的方、振动臂将这个力施加到质点上，质点产生一个相等的反作用力，称为科单奥利力F：+其定义如下：AFc-2wv.8m
GB/T20728-—2006/IS0 10790:1999当密度为β的流体在如图1所示的旋转振动管中以恒速流动时,振动管任间-段长度么受到个大小为F=2·*·A·△的横向科单奥利力。此处A为振动营内的流通截而积。因为质量流量可以表示为：
所以横问料里奥利力么上可以示为：AFcm204mAr
...--(1
因而通过（直接或间接）测量流动流体施加在旋转普子上的科里奥利力就可测量出质量流量。这就是科里奥利流最计的工作原理，5. 1.2科里奥利流量计的检测元件在样果奥种量计的设计中，惯性力是通过抓振动算的娠动而不是绣旋转运动牛的当振动频率等于或接近满管的固有频率时.维持掀动管持续娠动所需的魅动力最小。在大多数科里奥利流量计中，测量告固定在两点之间，并月在两点的中间位置振动，使测量节的两半段产生方向相反的摆动旋转。科里奥利流单计的测量管可以是单管也可以足平行双管，可以是真管也可以尽弯普。
没有流体流动时,检测点上相对位移的相位足相同的。有流体流动时，科里奥利力作用于振动管上产生细小的位移/偏转或扭出，可以观察到检测点之间的相位差。只有当轴向运动和受迫振动同时出现时，才存在科里奥利力（和由此产生的操动管变形），当存在要边振动但泌右流体流动·或者有流体流动批右振出时都不会产尘偏转，固此科里奥利流量计将没有输山。
流量检测儿件以制造和校准过程中取得的流鼠校系数为特征。每一个检测元件的接难系数都是带有的，通常被记录在校唯证书和（或)检测元件外壳的铭牌上。5.1.3科里奥利流量计的转换器
科单奥利流量计需要转换器提供驱动能量和处理随后的倍号。检测元件数据铭牌上的校准系数必需输人转换器使之与检测元件相匹配。通常，质量流量在转换器中根据时间求积以给山总的质量。转换器可能含有可用于计算额外参数的应用软件，但这需要做进一步配置。如果是测单密度或体积，需要在软件中输入其他系数以满足输出要求。所有输出通常部单独标度。$.2精确度
精确度以读数的百分数表尔，制造商和用户经带用精确度来量化预期误差限。刘于质最流康，术语精确度包括线性度、蛋复性、回差种零点稳定性的综合影响。线性度、重复性和回差合在一起以读数的百分数表示。零点稳定性是用质量每单位时间束表示的个单独的参数，要确定总的精确度值，必需在规楚的流量下以读数的分数计算零点稳楚性并把该值与线性度、重复性和国差的综介影响和加。垂复性常作为个单独的参数给出，并以读数的否分数表示。其计算力法同精确度的计算方法类似。
制造商通带给出参比条件下的精确度和重复性。这些参比条件包括温度，压力，案度和流量范围。5. 3影响质量流量测量的因素
5.3.1总则
更多详情可参见附录门，
5.3.2密度和粘度
密度和粘度对于质童流量测凿的影响通常较小,因此一股没有必要进行补偿。然而，对于某些结构和寸的科重更利流章计来说，密度变化川导致零流阜时科里奥利流量计的输出发生偏移和（或)引起校准系数改变。在T作条件下调整零点可以消除此偏移，粘度的影响参见3.1.8。8
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。