文档介绍：第一节概论
科里奥利质量流量计(以下简称 CMF)是利用流体在直线运动的同时处于一
旋转系中,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量
仪表。
基于科里奥利原理的流量仪表的开发始于 20 世纪 50 年代初,但直到 70
年代中期,由美国高准(MicroMotion)公司首先推向市场。到 80 年代中后期各国
仪表厂相继开发,迄 1995 年世界已有 40 家以上仪表制造厂推出各种结构的 CMF。
到 1995 年世界范围 CMF 装用量估计在 18 万~20 万台之间,1995 年销售量估计
在 4 万~ 万台之间。
我国 CMF 的应用起步较晚,从 80 年代中期引进成套装置附带进口少量仪表
开始,到技术改造所需单台进口一定数量,迄 1997 年估计装用量在 3500~4500
台之间。1997 年我国已有 4 家制造厂自行开发 CMF 供应社会,还有几家制造厂
组建合资企业或引进国外技术生产系列仪表。
第二节原理和结构
如图 1 所示,当质量为 m 的质点以速度υ在对 p 轴作角速度ω旋转的管道
内移动时,质点受到两个分量的加速度及其
力。
1)、法向加速度即向心力加速度αr,其量
值等于ω2r,方向朝向 P 轴;
2)、切向加速度αt 即科里奥利加速度,其
量值等于 2ωυ,方向与αr 垂直。由于复合
运动,在质点的αt 方向上作用着科里奥利
Fc=2ωυm,管道对质点作用着一个反向力
-Fc= -2ωυm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时,任何一段长度Δx 的管道
都将受到一个ΔFc 的切向科里奥利力。
(1)
式中 A——管道的流通内截面积。
由于质量流量计流量即为δm,δm=ρυA,所以
(2)
因此,直接或间接测量在旋转管道中流动
流体产生的科里奥利力就可以测的得质量流
量,这就是 CMF 的基本原理。
然而通过旋转运动产生科里奥利力是困
难的,目前产品均代之以管道振动产生的,即
由两断端固定的薄壁测量管,在中点处以测量
管谐振或接近谐振的频率(或其高次谐波频率)所激励,在管内流动的流体产生
科里奥利力,使测量管中点前后两半段产生方向相反的挠曲,用光学或电磁学方
法检测挠曲量以求得质量流量。
又因流体密度会影响测量管的振动频率,而密度与频率有固定的关系,因
此 CMF 也可测量流体密度。
CMF 由流量传感器和转换器(或流量计算机)两部分组成,。图 2 为流量
传感器一列一例,主要有由测量管及其支撑固定桥架、测量管振动激励系统中的
驱动线圈 A、检测测量管挠曲的光学检测探头或电磁检测探头 B、修正测量管材
料扬杨氏模量温度影响的测温组件等组成。转换器主要由振动激励系统的振动信
号发生单元、信号检测和信号处理单元等组成;流量计算机则还有组态设定、工
程单位换算、信号显示和与上位机通信等功能。
第三节优点
CMF 直接测量质量流量,有很高的测量精确度。
可测量流体范围广泛,包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液、含
有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。
测量管的振动幅小,可视作非活动件,测量管路内无阻碍件和活动件。
对应对迎流流速分布不敏感,因而无