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0 引言
美國石油學會（API）2002年頒布標準《石油測量標準手冊5.6章用科里奧利儀表計量液態烴》[1]。標準規定科里奧利質量流量計（以下簡稱CMF）實現儲存交接（custody transfer）級計量的方法和要求，特別強調儲存交接用CMF必須具備能現場校準的條件。這是應用性質的儀表標準，從應用角度提示選擇CMF的要點，提出對儀表各組成部分性能要求及安裝、調試、校驗（質量法或容積法）和維護等操作注意事項，但不提出具體數值指標。標準還分述使用中影響準確測量的各項因素及趨避和改善的途徑。這些內容在工程設計和選購CMF前對解讀制造廠樣本性能規范書、向供應商提出要求、識別供應商誤導和澄清性能上不明之處很有價值，也可作為制訂產品企業標準或操作規程的重要參考資料。
本文對標準主要部分，即包括儀表測量系統的考慮因素和要求，運行時流體特性、安裝條件和調試對測量值的影響以及如何實施現場校驗作扼要論述。
1 系統要求
標準第6章對流量傳感器、變送器和系統設計提出了應予考慮的因素和要求。
1.1 流量傳感器考慮因素和要求
各型號CMF的測量管形態設計多種多樣。形態設計對儀表性能的影響有：
①測量管流阻形成的壓力降；
②磨損、閃蒸和氣穴的感受性（susceptibility）；
③和流量；
④測量精確度；
⑤異物的覆蓋附著性和堵塞性。
CMF測量管內液體流速和壓力降遠比所連接管道高。運行中CMF的壓力降還取決于液體粘度和密度以及所測流量。要按照整個管系允許的壓力降慎密考慮可分配給CMF的壓力降份額，評估和選定儀表的流量上限值。
CMF測量管內壓力過低會形成氣穴導致不準確測量，甚至損壞流量傳感器。還應避免鄰近CMF上下游管段發生氣穴或閃蒸。測量管內壓力還低于其下游的背壓，因此標準規定CMF下游的背壓Pb應不低于式（1）所示，但對于某些密相（dense- phase）液體（如乙烯和高純度乙烷），這一準則可能不適用。
Pb=2△p+1.25pe （1）
式中：Pb為最小背壓，Pa表壓；△p為在運行流量下CMF的壓力降，Pa；pe為在工作溫度條件下的液體平衡蒸氣壓力，P壓力。
在測量含異物流體時要考慮測量管形態是否易于阻塞和沉積異物。測量管內壁積聚沉淀或覆蓋垢層除阻礙流通外，還有可能影響密度輸出信號的精度。
管道壓力顯著變化會影響流量測量的準確度，若使用時壓力和校準流量時壓力相差較大，應要求供應商提供壓力修正系數。典型的壓力影響靈敏性隨著口徑增加而增大。CMF的性能亦隨著測量管管壁增厚和管徑增大而趨于劣化。然而迄撰寫本文時筆者所見到的各制造廠不同型號樣本說明書等技術資料大部分未列壓力修正系數。
代表性的壓力修正系數如Micro-Motion公司口徑80/100mm儀表CMF100型為-0.088%/MPa，然而D- 300型為-1.33%/MPa，相對于0.1% ~0.2%精度等級的儀表，靜壓變化影響量是相當可觀的[1]。
流量儀表規范書中都規定了額定工作壓力，CMF還應規定系統運行時的工作壓力，即運行流量條件下的背壓以及在非正常運行條件（如停車和維修）時也要保持在到的工作壓力范圍內。
1.2 流量變送器考慮因素
本標準所稱變送器（transmitter）即通常所稱將流量傳感器來的信號轉換成標準信號的轉換器。標準提示應考慮氣候/電氣環境條件、可操作性、讀數/電氣傳輸系統安全性、輸入/輸出信號對射頻干擾（RFI）和電磁干擾（EMI）的易感性及通信功能等。
1.3 系統設計考慮因素
CMF的測量系統應考慮外界某特定頻率振動導致額外測量誤差的可能性、雙相流（液/氣）對儀表產生不利影響以及是否符合相應的法規和規程等。
圖1所示是典型系統安裝示意圖，應避免一切導致液體蒸發、氣化和生成氣穴的設計，應有式（1）所示的足夠背壓Pb。若CMF流量和壓力降過大，可采用多臺儀表并聯運行，并使分流均衡和能各自隔流以便調零等校驗。氣液雙相流會使儀表性能變壞，必要時裝空氣/蒸氣消除器（圖1之2）。流量傳感器安裝姿勢務必使在流動和靜止條件下均充滿液體。若不能避免在非流動條件下儀表測量管積聚氣體而形成錯誤讀數時，要采取不作測量時信號切除的措施。
CMF測量體積流量時應在流量傳感器附近（一般在下游，圖1之8）設置溫度計插孔，以校驗代表CMF內液體溫度，還應在附近裝壓力指示（或記錄）儀表。在測量流量變動的高壓縮性液體（如戊烷）體積流量時，則在CMF上下游各裝一臺壓力表，可取其平均值以計算儀表系數，此值也用作靜壓影響修正。
若校驗CMF時的標準器不是質量單位而是體積標準器，在線準確測量密度是關鍵因素，應預設密度檢測點（圖1之9），以備用比重計或標準密度計在線校驗。
系統應具有在線校驗CMF的條件，校驗時要求溫度、壓力、流量和成份保持恒定，以獲得可接受的校驗重復性。校驗連接口置于CMF的下游（圖1之11），與標準器的距離應盡可能地短。
要妥善地安裝流量傳感器以防止任何管系應力傳遞給傳感器。管系振動或流動脈動頻率接近測量管振動頻率會影響準確測量的能力，應予避免，必要時設置脈動阻尼器。
需要多臺CMF相鄰并聯安裝或串聯安裝時，各儀表問振動會相互影響，稱作對話（cross talk），可通過重新布置管系，裝隔離閥和/或加支撐等措施，實現隔絕或阻尼振動。某些制造廠還可調整岔開相鄰CMF的驅動頻率，降低機械對話的可能性，可在訂貨時事先提出要求。
通常CMF在制造廠用稱重法校準，作用到所測量的質量、體積、密度和流量的各修正和校準系數如圖2所示。
2 運行和性能
標準第8章闡述啟動步驟、運行中流體物性變化和運行/安裝條件變化對儀表性能的影響以及調零注意事項和要求等。
2.1 調零
CMF即使液體無流動，但由于兩檢拾器間的相移也可能有微量流動的指示，非零相移信號的根源可能來自機械噪聲或轉換器內起伏，或兩者兼有。啟動使用前必須調零，先關閉下游閥1和閥12，再關閉上游閥1（應注意系統各閥關閉隔離后若溫度升高，管內壓力可能要上升），然后按制造廠規定步驟調零。零點偏移原設定值的主要原因來自流量傳感器，其次是轉換器電子元件飄移零點偏移因果關系分析如下：
① 主要原因（傳感器）是測量管應力變化（溫度、壓力及密度變化和不良安裝）引起的安裝狀態變化；
② 次要原因（轉換器）是電子元件飄移。
這些條件變化造成零點偏移的誤差部分可通過重新調零降至。
2.2 流體物性、運行和安裝條件對CMF性能的影響
運行條件變化會影響CMF的測量性能。這些條件變化總體上是：改變了振動測量管的柔性；和/或零點偏離儲存值（即原調零值）。
① 流體物性 液體密度變化會使零點偏移，若密度變化顯著，可能要重新調零，甚至重新校驗流量。
現在沒有數據能直接說明液體粘度變化會影響流量測量精度，然而高粘度液體會增加儀表壓力降而可能影響運行。，
② 運行條件 液體溫體變化從3個途徑影響測量值，詳見圖3。
溫度影響流量的程度同儀表設計、管系布置和溫度變動量而異，其中振動測量管彈性變化影響部分在儀表內部已采取補償措施，補償系數是按測量管材質有一定允差的統計量，還存在一些補償過度或不足問題的殘余影響。
液體壓力顯著變化也要影響測量管振動特性，可從實驗求得的影響量修正之，前文已有所論述。
液體中含有氣相不利于準確測量，應予排除或減至。測量管內有厚的或不均勻的沉積或覆蓋層會使流量校準值偏移，若覆蓋層密度與流動液體密度有顯著差別時，則要影響校準值。
為達到儲存交接級測量精度，應以與實際應用相似的流體在相似運行和安裝條件下校驗。若流體物性變化、運行條件變化或傳感器安裝上有變動，均可能影響儀表系數，應盡可能在接近實際新條件下重新校驗。
已對幾種型號儀表設計作了流速分布畸變流和旋轉流試驗，表明沒有或幾乎沒有影響儀表性能，但這一結論對所有其他儀表設計可能并不仍然正確。
2.3 修改CMF存儲零值考慮因素
根據制造廠建議、貿易交接協定或（C）測試和監控規則的要求，定周期檢驗CMF存儲零值是否在限值以內。若觀察到零值超過偏置限，必須重新設定零值。儀表新設定零值后亦應重新校驗。存儲零值被轉換器用來計算儀表的質量流量或總體積（gross volume）流量。所觀察到零偏移的原因是受流量傳感器安裝條件（如振動、液流脈動、上下游管道組態）、管線應力（如環境溫度變化或維護鄰近設備引發）、流體溫度、壓力、密度以及流量轉換器的環境溫度變化或調換流量轉換器或流量傳感器等的影響。
正常狀態下零值不是恒定而有微小變化，調零恰當的儀表呈現穩定地偏離規定零點正向或負向間雙向波動。對每臺儀表檢驗儲存零值應在規定進程基礎上實施，以確定是否需要重新設定零值。作好記錄圖表列出所有儀表系數和零點調整（觀察零值的出現和消逝），指引CMF性能變動趨向判斷。
2.4 維護
在制造廠修理或更換流量傳感器后必須將制造廠提供的新儀表系數重新輸入轉換器，在重新啟用CMF前新設定零值。在現場重新安裝修理后或更新的流量傳感器亦應立即完成一次校驗。
振動測量管內壁覆蓋垢層可能給密度測量帶來不良影響，并由此影響體積流量測量。垢層還會形成一個可觀察到的零偏移，清除垢層后要重新調零和校驗流量。轉換器更換印刷電路板或電子元件后亦需重新調零和校驗。
3 校驗
標準第9章以較多篇幅（超過正文四分之一）闡述在現場流量校驗CMF的作用和意義，提示校驗后還有11種情況要重新校驗（如重新調零后，流量傳感器安裝條件變動，改變流動方向等）。詳述校驗時應考慮的一些因素，如具備穩定的流體成份、密度、溫度、流量等。校驗儀表參數包括了流體密度，流量校驗方法列示了直接質量法、間接質量法和容積法，求取儀表系數，檢查重復性（repeatability）、再（復）現性（reproducibility）。標準還列出實施這些校驗適用的其它API標準名錄，論述現場校驗和制造廠校驗的差異，在現場如何修改儀表系數等等。
標準附錄部分列示了各種流量校驗方法報告的記錄表式，匯集了儀表系數及各校驗方法的計算式。
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