科裏奧利質量流量計

該流（liú）量計是一種直接而準確地測（cè）量（liàng）流體質量（liàng）流量的新穎儀表，以結構主體采用（yòng）兩根並排的U形（xíng）管，讓兩根管的回彎部分相向微微（wēi）振動起來，則兩側（cè）的直管會跟著振（zhèn）動，即它們會同時靠攏（lǒng）或同時張開，即兩根管的振動是同步的，對

該流量計是一種直（zhí）接而準確地測量（liàng）流體質量流量的新穎儀（yí）表，以結（jié）構主體采用兩根並排（pái）的U形管，讓兩根管的回（huí）彎部分相向微（wēi）微振動起來，則（zé）兩側的直管會跟著振動，即它們（men）會（huì）同時靠攏或同時張開，即兩根管的振（zhèn）動是同步的，對稱的。
    如果在管子同步振動（dòng）的同時，將流體導入管內，使之沿管內向前流動（dòng），則管子將強迫流體與之一起上下振動（dòng）。
科裏奧利質量流量（liàng）計 基本（běn）介紹
    流體為了反（fǎn）抗這種強迫振動，會給管子一個與其流動方向垂直的反（fǎn）作用力，在這種被叫做科裏奧利（lì）效應力（lì）的作用下，管子的震動不同步了，入口段管與出口（kǒu）段管在振動的時（shí）間先後商會出現差異，（差異是由於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（chà）異與流過管子的流體質量流量的大小成正比。如（rú）果通過電路能檢測出這種時間差異的大小，則就能將（jiāng）質量流量的大小給確定了。這種流量計被稱作科裏奧利直接質量流量計（jì），它與sj上目前在用的幾十（shí）種常規容積式流量計的大不同是它測的質量的大小，使用的單位是kg/h。用質量（如千克）作（zuò）單位的流量計比用容積（如立升或立方米）作單位的容積（jī）式流量計要準確（què）和（hé）恒定。因為質量是遵循守（shǒu）恒（héng）定律的。
    科氏力（lì）質量流量計的發（fā）明是科技界苦苦求索幾十年的結果，它不但具有準確性、重複性、穩定性，而且在流體通道內沒有阻流元（yuán）件和可動部件，因而其可靠性好，使用（yòng）壽命長，還能測量高（gāo）粘度流體和高壓氣體（tǐ）的流量。現在汽車（chē）用的清潔（jié）燃料壓縮天（tiān）然（rán）氣（CNG）的計量就是靠它測（cè）準的，而在石油、化工、冶金、建材、造紙、醫藥、食品、生物工程、能源、******等工業部門，其（qí）應用也越來越（yuè）廣泛。它（tā）的問世帶來了流體測（cè）量技術的一（yī）次深刻變革，被Zhuan J譽為是21世紀的主流流量計。
工作原理
    眾所周（zhōu）知（zhī），當一個位於旋轉係內的質點作朝向或者離開旋轉中芯的運動時，將產生一慣性力。當質量為(δm的質點以勻速u在一個圍（wéi）繞旋轉軸P以角速度ω旋轉的管（guǎn）道內軸向移動時，這個質點將獲得兩個加速度分量：
(1)法向加速度ar（向心加速（sù）度)，其值等於ω2r，方向指（zhǐ）向P軸。
(2)切向加速度（dù）at(科裏奧利加速度)，其值等於2ωu，方向（xiàng）與ar垂（chuí）直，正方向符合右手定則
為了使質（zhì）點具有科裏奧利加（jiā）速（sù）度at，需在at的方向上加一個大小等於2ωuδm的（de）力，這個力來自管道壁麵。反作用（yòng）於管道壁麵上的力就是流體施加在管道上的科裏奧利力Fc。
方向與αt相反。
從可以看出，當密度為ρ的流體以恒定流速（sù）u沿圖（tú）6-1所示的旋轉管流動時，任一（yī）段長度ΔX的管道都將受到一個大小為（wéi）ΔFe的切向科裏奧利力：式（shì）中，A為管道內截麵（miàn）積。由於質量流（liú）量qm=ρuA，因此（cǐ）：
基於上（shàng）式，隻要能直接或（huò）者間接地測量出（chū）在旋轉管道中（zhōng）流動的流體作用於管（guǎn）道（dào）上的科裏奧（ào）利力，就可以測得流體通過管道的質量流量。
    在過程工（gōng）業應（yīng）用中，要使流體通過的管道圍繞（rào）P軸以角速度ω旋轉（zhuǎn）顯然是不切合實際的。這（zhè）也（yě）是早期（qī）的質量流量（liàng）計始終未能走出（chū）實驗室的根本原（yuán）因。經過幾十 年的探索（suǒ），人們終於發現，使管道繞P軸以一定頻率（lǜ）上下振動，也能（néng）使管道（dào）受到科裏奧利力的作用。而且，當充滿流體的管道以等於或（huò）接近於其（qí）自振頻率振動時，維持管道振動所（suǒ）需的驅動力是很小的。從而（ér）從根本上（shàng）解（jiě）決了CMF的結構問題。為CMF的迅速商用（yòng）化打下了基礎。
    經過（guò）近二十年的發展，以科裏奧利力為原理而設計的質量流量計已有多種形式。根據檢測管的（de）形狀來分，大體上可（kě）以歸納為四類，即：直管型和彎管型（xíng）；單管型和多管型(一（yī）般為******型)。
    彎管型檢測管的儀表管（guǎn）道剛度低，產生信號相對較大，技（jì）術也相對成熟。因為自振頻率也低(80-150Hz)，可以采（cǎi）用較厚的管壁，儀表耐磨、耐腐蝕性能較好，但易存積氣體和殘渣引起附加誤差切對安裝空間（jiān）有要求。直管型（xíng）儀表不易存積氣體，流量傳感器尺寸（cùn）小，重量輕。但自振頻率高信號不易（yì）檢測（cè），為使自振頻率不至於（yú）太高，往（wǎng）往管壁做得較薄，易受磨損和腐蝕。單管型儀表不分流，測量（liàng）管（guǎn）中流量處（chù）處相 等，對穩定零點有好外，也便於清洗，但易受外界振動的幹擾，僅（jǐn）見於早期的（de）產（chǎn）品和一些*********儀表。雙管型儀表既實現了雙管相位差的測量，也增了大（dà）信號增強了線性，同時降低外（wài）界振（zhèn）動幹擾的影響。
優點與缺點
優點
科裏奧利質量流量計直接測量質量流量，有很高的測量（liàng）準確度。
可測量流體範圍（wéi）廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的（de）液（yè）體、有足（zú）夠密度的中高壓（yā）氣體。
測量管的振動幅小，可視作（zuò）非活動件，測量管路內（nèi）無阻礙件和活動（dòng）件。
對應對迎流流速分布不敏感，因而無上下遊直管段要求。
測量值對流（liú）體粘度不敏感，流體密度變化對測量值得值的影響微小。
可做多參（cān）數測量，如同期測量密度，並由此派生出測量溶液中溶質所含的濃度。
缺點
科裏奧利質量流量計零點不穩定形成零點漂移（yí），影響其準確度的進（jìn）一步提高，使得（dé）許多型號儀表（biǎo）隻得采用將（jiāng）總（zǒng）誤差分為基本誤差和零（líng）點不穩定度量兩部分。
科裏奧利質量流量計（jì）不能用於測量低密（mì）度介質和（hé）低壓氣體；液體中含氣（qì）量（liàng）超過（guò）某一限製（按型號而（ér）異）會顯著著影響測量值。
科裏奧利質量流量計對外界振動幹擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號科裏奧利質量流量計的流量傳感器安（ān）裝固定要求（qiú）較高。
不能用（yòng）於較大管徑，目前尚局限於150（200）mm以下。
測（cè）量管內壁磨損腐蝕或沉（chén）積結垢會影響測量準確度，尤其對薄壁管測量管（guǎn）的科裏奧利質量（liàng）流量計更為顯（xiǎn）著（zhe）。
壓力損失較大（dà），與容積式儀表相當，有些型號科裏奧利質（zhì）量流量計甚至比容積（jī）式儀表大100%。
大（dà）部分型號科裏奧利質量流（liú）量計重量和體積較大。
價格昂貴。國外價格5000 ～10000美元一套，約為同口徑電磁流量計的2 ～5倍；國內價格約（yuē）為電磁流量計的（de）2～ 8倍。
安（ān）裝使用
為了使科裏奧利質量流量計能正常、放心和高性能地工作，正確地安裝和使用是非常重要（yào）。這裏包括機械安裝、電氣安裝和使用（yòng）維護。
(1)安裝
機械安裝應注意這樣幾個問題：
a.流量傳感器應安裝在一個堅固的基礎上。內徑（jìng）小於10mm的（de）*********質（zhì）量流量計安裝在平衡堅硬和無振動的底麵上，如牆麵、地麵或（huò）專門的基礎（chǔ）。如果在高振動（dòng）環境使（shǐ）用，應注意對基礎的振動吸收，而（ér）且傳感器進出口與管道（dào）之間應用柔（róu）性管道連（lián）接；較大口徑的流量計直接（jiē）安裝在工藝（yì）管道上，應用管卡和支撐物將流量計牢牢地固定。
b.為防止CMF間的相互影響，在多台流量計串聯或並聯使用時，各流（liú）量傳感器之（zhī）間的距離應足夠遠，管卡和（hé）支撐物應分別設置在各自立（lì）基礎上。
C為保證使（shǐ）用時流量傳（chuán）感器內（nèi）不會存積氣體或液體殘值，對於彎管型流（liú）量計，測量液體，彎管（guǎn）應朝下，測量氣（qì）體（tǐ）時，彎（wān）管應朝上。測量漿液或（huò）排放液時，應將傳感器安裝在垂直管道，流向（xiàng）由下而上。對於直管型流量計，水平安裝時（shí）應避免安（ān）裝在高點上，以免氣團存積。連接傳感器和工藝管道時，一定要做到無應力安（ān）裝，特別對某些直管型測量管的流量傳感器更應注意。
(2)使（shǐ）用和維護
①流量計零點調整。待流量（liàng）傳感器充滿被測流體（tǐ）後關閉傳感器下遊閥門，在接近工作溫度的條件下調整流量（liàng）計的零點。調整零點時保（bǎo）證下遊閥門C底關閉，確認不泄漏流體是非常重要的。如果調零時閥門存在泄漏，將會給整個測量帶（dài）來很大誤差。
②設置流（liú）量（liàng）和密度校準係數。正確設（shè）置流量和密度（dù）校準係數流量計的工作十分重要（yào）。流量校準係數代表傳感（gǎn）器的靈敏度及流量溫度係數，靈敏（mǐn）度表示每微秒時差測量多大的流量。
(單位往（wǎng）往為克/秒)；流量溫度係數表示（shì）傳感器彈（dàn）性模量受溫度的影響程度。這些與流量計的測量準確（què）度都有（yǒu）直（zhí）接關係，密度校準係數代表傳感器在（zài）0℃下管（guǎn）內為空氣和管內為水時的自振周期（qī）(單位往往為微秒)及密度溫度係數，顯然這些與測量密度的準確度直接相關。
③使（shǐ）用中維護流量計正常（cháng）工作。及時發現（xiàn）故障和排除故障對流量計正常工作很重要，實際工作中常見的有以下幾種故障情況（kuàng）：
a.無輸（shū）出：指有流（liú）量通過（guò）傳感器而傳感器沒有信號（hào）輸出；
b.輸出（chū）不變化：雖然（rán）流量變化了，但輸出保持（chí）不變；
c.輸出不正常（cháng），輸（shū）出隨意變化，與流量（liàng）的變（biàn）化無關，即輸出反常；
d.斷續地有輸出：斷續輸出，開始和結（jié）束都無規律，但當有輸出時，輸出信號（hào）能正確反映
流量大小。
以上故障狀態應（yīng）仔細檢查排（pái）除，必要時應請製造廠家維修服務。