科里奧利質(zhì)量流量計(jì)簡(jiǎn)介
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種先進(jìn)的高精度質(zhì)量流量測(cè)量?jī)x表。由于其優(yōu)異的性能，使其測(cè)量準(zhǔn)確度高，對(duì)流體狀態(tài)要求低，壓力損失小。多種規(guī)格的儀表都可以直接獲得被測(cè)量液體或漿液的質(zhì)量流量、體積流量、密度、溫度，無(wú)需人工計(jì)算或估算。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)工作原理
眾所周知，當(dāng)一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)系內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)作朝向或者離開(kāi)旋轉(zhuǎn)中心的運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一慣性力。如圖6-1所示，當(dāng)質(zhì)量為(δm的質(zhì)點(diǎn)以勻速u(mài)在一個(gè)圍繞旋轉(zhuǎn)軸P以角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)軸向移動(dòng)時(shí)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)將獲得兩個(gè)加速度分量：
(1)法向加速度ar（向心加速度)，其值等于ω2r，方向指向P軸。
(2)切向加速度at(科里奧利加速度)，其值等于2ωu，方向與ar垂直，正方向符合右手定則，如圖6-1所示。
為了使質(zhì)點(diǎn)具有科里奧利加速度at，需在at的方向上加一個(gè)大小等于2ωuδm的力，這個(gè)力來(lái)自管道壁面。反作用于管道壁面上的力就是流體施加在管道上的科里奧利力Fc。
方向與αt相反。
從圖6-1可以看出，當(dāng)密度為ρ的流體以恒定流速u(mài)沿圖6-1所示的旋轉(zhuǎn)管流動(dòng)時(shí)，任一段長(zhǎng)度ΔX的管道都將受到一個(gè)大小為ΔFe的切向科里奧利力：
式中，A為管道內(nèi)截面積。由于質(zhì)量流量qm=ρuA，因此：
基于上式，只要能直接或者間接地測(cè)量出在旋轉(zhuǎn)管道中流動(dòng)的流體作用于管道上的科里奧利力，就可以測(cè)得流體通過(guò)管道的質(zhì)量流量。
在過(guò)程工業(yè)應(yīng)用中，要使流體通過(guò)的管道圍繞P軸以角速度ω旋轉(zhuǎn)顯然是不切合實(shí)際的。這也是早期的質(zhì)量流量計(jì)始終未能走出實(shí)驗(yàn)室的根本原因。經(jīng)過(guò)幾十 年的探索，人們終于發(fā)現(xiàn)，使管道繞P軸以一定頻率上下振動(dòng)，也能使管道受到科里奧利力的作用。而且，當(dāng)充滿(mǎn)流體的管道以等于或接近于其自振頻率振動(dòng)時(shí)，維持管道振動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)力是很小的。從而從根本上解決了CMF的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。為CMF的迅速商用化打下了基礎(chǔ)。
經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展，以科里奧利力為原理而設(shè)計(jì)的質(zhì)量流量計(jì)已有多種形式。根據(jù)檢測(cè)管的形狀來(lái)分，大體上可以歸納為四類(lèi)，即：直管型和彎管型；單管型和多管型(一般為雙管型)。
彎管型檢測(cè)管的儀表管道剛度低，產(chǎn)生信號(hào)相對(duì)較大，技術(shù)也相對(duì)成熟。因?yàn)樽哉耦l率也低(80-150Hz)，可以采用較厚的管壁，儀表耐磨、耐腐蝕性能較好，但易存積氣體和殘?jiān)鸶郊诱`差切對(duì)安裝空間有要求。直管型儀表不易存積氣體，流量傳感器尺寸小，重量輕。但自振頻率高信號(hào)不易檢測(cè)，為使自振頻率不至于太高，往往管壁做得較薄，易受磨損和腐蝕。單管型儀表不分流，測(cè)量管中流量處處相 等，對(duì)穩(wěn)定零點(diǎn)有好外，也便于清洗，但易受外界振動(dòng)的干擾，僅見(jiàn)于早期的產(chǎn)品和一些小口徑儀表。雙管型儀表既實(shí)現(xiàn)了雙管相位差的測(cè)量，也增了大信號(hào)增強(qiáng)了線(xiàn)性，同時(shí)降低外界振動(dòng)干擾的影響。
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