微小科里奧利質(zhì)量流量計

　　微小型科里奧利質(zhì)量流量計是我公司根據(jù)科里奧利力原理開發(fā)的一種新型的流量測量儀表，可直接測量封閉管道內(nèi)流體的質(zhì)量流量和介質(zhì)的密度。流量計由流量測量傳感器和信號轉(zhuǎn)換器兩部分組成。

　　一、主要特點

　　1、能夠直接測量流體的質(zhì)量流量（這對能源的計量和化學(xué)反應(yīng)等生產(chǎn)過程檢測控制具有重要意義）

　　2、測量準(zhǔn)確度高（測量準(zhǔn)確度可保證在 0.1%～0.5%）

　　3、可測比較大，一般保證基本準(zhǔn)確度的可測比為 10:1 或 20:1

　　4、應(yīng)用范圍廣，除正常的流體測量外還可測量一般流體測量儀表較難測量的工業(yè)介質(zhì)，如高粘度流體、各種漿液、懸浮液等

　　5、可在線測量被測介質(zhì)的密度、溫度等參數(shù)，并以此派生測量溶液中溶質(zhì)的濃度

　　6、安裝要求不高，對上下游直管段沒有什么要求

　　7、運行可靠、維修率低

　　二、應(yīng)用領(lǐng)域

　　質(zhì)量流量計的特點確定了流量計可以在下述領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用：

　　流體能源、流體原料、產(chǎn)品的計量，例如石油、化工原料及產(chǎn)品的裝車（裝船）、卸車（卸船）的計量及包裝計量；

　　石油、化工、食品、醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)過程對物料的精準(zhǔn)計量、控制；

　　高粘度物料的在線計量，例如瀝青、重油、油脂的計量；

　　有懸浮物及固體顆粒物物料的計量，例如水泥漿、石灰漿的計量；

　　易凝固物料的保溫計量，例如瀝青等易凝固物料的計量實現(xiàn)保溫狀態(tài)工作；

　　中高壓氣體的精確計量，例如 CNG 石油天然氣的計量；

　　微小流量測量，例如精細(xì)化工及醫(yī)藥行業(yè)微小流量的測量；

　　在線測量介質(zhì)的密度，并以此派生出測量溶液的溶質(zhì)所含的濃度，例如石灰漿液石灰濃度測量；

　　超低溫介質(zhì)流量的測量，例如液氮、液氧等液化氣的測量；

　　高溫介質(zhì)的流量測量，例如高溫油（溫度可達(dá) 200～300℃）的測量；

　　高壓介質(zhì)的流量測量，例如石油鉆井固井用水泥漿流量的測量（高壓幾十 MPa)等等。

　　三、工作原理

　　當(dāng)一個位于以 P 為固定點（旋轉(zhuǎn)中心）作旋轉(zhuǎn)運動的管子內(nèi)的質(zhì)點做朝向旋轉(zhuǎn)中心或離向旋轉(zhuǎn)中心的運動時，將產(chǎn)生一慣性力，原理如圖 1.1：

　　圖中質(zhì)量為δ m 的質(zhì)點以勻速υ 在管道內(nèi)向右運動，而管道圍繞固定點 P 以角速度ω 旋轉(zhuǎn)。此時這個質(zhì)點將獲得兩個加速度分量：

　　1、法向加速度α r（向心加速度），其量值等于ω 2 r,其方向朝向 P 點。

　　2、切向加速度α t(科里奧利加速度)，其量值等于 2ω υ ，方向與α r 垂直。

　　由切向加速度產(chǎn)生的作用力稱為科里奧利力，其大小等于 Fc=2ω υ δ m。在圖 1.1 中流體δ m=ρ A×Δ X,因此科氏力可以表示為：

　　Δ Fc=2ω υ ×δ m=2ω ×υ ×ρ ×A×Δ X=2ω ×δ qm×Δ X

　　式中 A 為管道內(nèi)截面積

　　δ qm=δ dm/dt=υ ρ A

　　對于特定的旋轉(zhuǎn)管道，其頻率特性是一定的，Δ Fc 僅取決于δ qm 。因此直接或間接測量科氏力就可以測量質(zhì)量流量?？剖显碣|(zhì)量流量計就是根據(jù)上述原理工作的。

　　實際的流量傳感器并非實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動，而代之以管道振動。其原理示意如圖 1.2、圖 1.3、圖 1.4所示。一個彎管道的兩端被固定，在兩個固定點的中間位置給管道施加振動力(按管道的諧振頻率)，使其以固定點為軸以其自然頻率ω 振動。當(dāng)管道內(nèi)沒有流體流動時，管道只受外加振動力作用，管道兩個半段振動方向相同，沒有相位差。當(dāng)有流體流動時受管道內(nèi)流動的介質(zhì)質(zhì)點科氏力 Fc 的影響（在管道的兩個半段科氏力F1、F2大小相等、方向相反圖 1.2），管道的兩個半段按相反的方向發(fā)生扭動，產(chǎn)生相位差（圖 1.3、圖 1.4），這一相位差同質(zhì)量流量成正比。傳感器的設(shè)計就是把科氏力的測量轉(zhuǎn)為對振動管兩側(cè)相位時差的測量，這就是科氏質(zhì)量流量計的工作原理。