科里奥利质量流量计的原理和应用

2012年8月（中）

工业技术科技创新与应用科里奥利质量流量计的原理和应用

齐军1董杰2赵珍珍1龙冕1

（1、中石化中原油田分公司天然气处理厂，河南濮阳4570012、中石化中原油田分公司采油一厂，河南濮阳457001）

1引言

很多企业都会涉及到计量工作,如果计量不足则会影响企业的形象和声誉,如果计量过剩则会影响企业的经济效益。油品计量在很多时候采用油罐计量,但这样计量经常会不准确，一个是因为油品静置时间较长，容易造成密度分层,而测量密度通常会取平均数,导致计量误差；其次是温度影响精度,温度变化使液位等参数变化导致测量误差等。而科里奥利质量流量计因其测量原理可以解决上述问题。

2科里奥利质量流量计的分类

2.1按测量管形状分类有弯曲形和直形

弯曲形测量管的仪表系列比直形测量管的仪表多，一般有U字形、B字形、S字形、圆环形、长圆环形等。弯曲形测量管能降低刚性，管壁较厚，仪表受腐蚀影响较小，但也存在易积存残渣和气体的问题，流量传感器尺寸和重量要较大。目前直行测量管的开发日益盛行，因为直形测量管仪表的激励频率较高，可达600-1200Hz，抗干扰能力强。

2.2按测量管段数分类有单管型和双管型

单管型对受外界振动干扰很敏感，双管型可有效抗干扰，容易实现相位差的测量。

2.3按双管型测量管的连接方式分类并联型和串联型

2.3.1并联型：流体经分流器(manifold)分别进人并联的测量管段，然后经集流器进人下游管道。分流时要求要等量分配，但原有流动状态会因吸附的异物和磨蚀发生改变，从而引起零点漂移和附加误差。

2.3.2串联型：流体先流过第一测量管段，经过导流块再流入第二测量管段。这样流体流过两测量管段的量相同，不存在并联型分流值变化缺点。

2.4按流向布置方式分类有平行方式和垂直方式

测量管和工艺管道流动方向平行的是平行方式。测量管和工艺管道流动方向垂直的是垂直方式。垂直方式布置的流量传感器不在工艺管道的振动平面内，抗振动干扰能力强。

3科里奥利质量流量计的测量原理和结构

科里奥利质量流量计是根据科里奥利力的原理为基础进行测量的。科里奥利力，是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述，简称科氏力，来自于物体运动所具有的惯性。在实际应用中，如果要使流体通过的管道按照轴做旋转运动是不易实现的，长期的研究发现振动也可以让管道受到科氏力的作用，而且发现，如果在管道充满流体后使其以自振频率或者接近自振频率振动时，很小的驱动力就可以维持管道的振动，解决了科里奥利质量流量计的结构问题。

现今的科里奥利流量计的科氏力均为管道振动产生，把测量管端部固定，通过驱动线圈使测量管产生谐振或接近谐振，从而使测量管内流动的流体产生科氏力，用电磁学（或光学）方法检测产生的相位不同的信号，以求得质量流量。不同的介质流经传感器时的主振频率不同，据此可解算出介质密度，一般情况下，检测管上安装铂电阻，可测量出介质的温度。

科里奥利质量流量计由流量传感器和转换器（或流量计算机）两部分组成。流量传感器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、检测测量管挠曲的光学检测探头或电磁检测探头、修正测量管材料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。

质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。由于变送器是以单片机为核心的智能仪表，因此可根据上述三个基本量而导出十几种参数供用户使用。质量流量计组态灵活，功能强大,性能价格比高，是新一代流量仪表。

4科里奥利质量流量计的优缺点

4.1科里奥利质量流量计的优点

4.1.1科里奥利质量流量计测量精度高，直接测量质量流量。

4.1.2可测量多种流体，包括高粘度的液体、含微量气体的液体、含有固形物的浆液、有足够密度的中高压气体等。

4.1.3测量管路内无阻碍件和活动件，便于维护。

4.1.4不需要上下游的直管段要求。

4.1.5测量值对流体粘度不敏感，测量值不受流体密度变化的影响。

4.1.6可测量多种参数。

4.2科里奥利质量流量计的缺点

4.2.1科里奥利质量流量计易发生零点漂移。

4.2.2不能测量低密度气体，液体中含气量超标会导致测量不准。

4.2.3对振动干扰敏感，安装固定要求较高。

4.2.4压力损失较大。

4.2.5大部分型号的流量计重量和体积较大。

4.2.6价格较高。

5科里奥利质量流量计安装使用注意事项

5.1流量传感器安装一般要求

根据不同的测量管形状和结构，安装要求也不同，所以必须按照说明规定的安装方法安装。如是否需要柔性管连接，是否需要支撑等等。

5.2流量传感器安装方式和位置

测量管内不能有固形物、气体等，否则测量精度降低，根据实际需要采用垂直安装或者水平安装。安装位置必须使测量管内充满液体，无背压时测量管通常不能充满，导致输出信号波动。

5.3截止阀和控制阀的安装

科里奥利质量流量计上下游应设置截止阀，截止阀不能泄露，保证调零时测量管内流体静止不动。控制阀应装在流量计下游，保持高静压，以防止气蚀和闪蒸。

6科里奥利质量流量计的维护

6.1流量计零点调整

打开流量计上下游阀门，使流体充满流量计，观察温度到工作温度左右时，关闭上下游阀门，并确认流体不泄露，才可调整流量计的零点。

6.2设置流量和密度校准系数

科里奥利质量流量计必须正确设置流量和密度校准系数，代表传感器的灵敏度及流量温度系数，直接关系到测量的准确度。

6.3使用中流量计的维护

在运行过程中，如果出现含气过多现象，导致计量不准，同时流量计显示报警信息。此时可将流量计出口阀门开度限位，提高背压，使介质充满测量管，排出气泡即可采取以上措施后流量计投用正常。

7结束语

科里奥利质量流量计是一种准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在流量测量方面发挥着越来越重要的作用，随着其技术的更新，不断有新型的流量计推向市场，但是也有很多因素影响其性能，需要正确的选择和使用，鉴于它的特点，科里奥利质量流量计会在石油加工、化工等领域得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]张宝芬.自动检测技术与仪表控制系统[M].北京：化学工业出版社，2000.

[2]鲁轲.影响科里奥利质量流量计测量准确度的因素[J].河南化工，2002，（5）31-32.

[3]黄以细.单直管型科氏质量流量计的力学模型研究[J].科技广场，2007，（3）11-14.

摘要：科里奥利质量流量计是一种直接式质量流量计，是真正的高精度测量仪表。文章阐述了科里奥利质量流量计的分类、结构、测量原理以及优缺点，并对应用中如何安装、维护提出具体建议，为合理选择和应用科里奥利质量流量计提供了一些可以借鉴的经验和方法。

关键词：计量；科里奥利；质量流量计；测量管；零点调整

科里奥利质量流量计介绍

科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计（Coriolis Mass Flowmeter）简称科氏力流量计，是利用流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理测量的。由于它实现了真正意义上的高精度的直接流量测量，具有抗磨损、抗腐蚀、可测量多种介质及多个参数等诸多优点，现已在石油化工、制药、食品及其他工业过程中广泛应用。科氏力质量流量计计量准确、稳定、可靠，在需要对流体进行精确计量或控制的场合选用较多，但其售价较高，在不需要精确计量及控制的场合一般选用其他质量流量计代替。科氏力质量流量计对于液体和气体都可选用，但是在现场应用中，氢气流量的精确测量一般都选用热式质量流量计。在我国，艾默生高准公司的科里奥利质量流量计已在兰州石化、安庆石化、新疆塔河油田、中国海洋石油等中低压天然气中的流量计量得到良好的应用。2007年末，高准公司的科里奥利质量流量计，顺利通过了中国最权威的原油大流量计量站成都天然气流量分站（CVB）的天然气实流测试，测量精度达到0.5％，并具有良好的重复性。 1 科里奥利质量流量计的工作原理科氏力流量计由传感器和变送器两大部分组成。其中传感器用于流量信号的检测，主要由分流器、测量管、驱动、检测线圈和驱动、检测磁钢构成，如图1所示。变送器用于传感器的驱动和流量检测信号的转换、运算及流量显示、信号输出，变送器主要有电源、驱动、检测、显示等部分电路组成。所有流量计都必须人为地建立一个旋转体系，以双“U”型测量管传感器为例，用电磁驱动的方法使“U”型测量管的回弯部分作周期性的微小振动。这相当于使“U”型管绕一个固定轴（OO 轴）作周期性时上时下的旋转，其旋转方向周期性的变化，像钟摆一样运动。“U”型管的出入口段被固定，这样就建立一个以“U”形管出入口段为固定轴的旋转体系。传感器力学分析如图2所示。

科里奥利质量流量计的现状与未来

科里奥利质量流量计的现状与未来引言质量流量计现在受到用户的青睐，是由于它能直接测量管道内流体的质量流量，而不必像过去那样，分别测量被测流体的体积流量和密度，然后计算求得。此外，它的精度和稳定度较高，量程比也比较大，但是其性能价格比太高。对制造厂商而言，这是个利润颇丰的产品，所以对此产品的开发、试制和推销，一直是积极的。原理柯氏质量流量计的原理，实质是利用一个弹性体的共振特性：队友流体流动和无流体流动的振动（在共振区附近）的金属管元件，测定其动态响应特性，求出此谐振系统的相位差（时间差）与质量流量之间的关系。而有流体流动的金属管元件谐振的动态响应特性，与无流体流动的金属管的动态响应特性之间的差别，是由于Coriolis 效应引起的。所谓柯氏效应，是指当质点在一个转动参考系内作相对运动时，会产生一种不同于通常离心力的惯性力作用在此质点上。其大小与方向可用2mvXw(公式)来表示。这是法国科学家Coriolis 首先发现的。利用上述原理的弹性元件构成的流量计又称为柯氏质量流量计。所以要在理论上分析、发展质量流量计，其难点实质上是来计算弹性金属管的动态谐振特性。这主要是靠固体力学理论对弹性体作振动分析来确定。现有的文献报道，一种是对挠性管进行动态响应分析。1．挠性管的动态响应分析（i）挠性曲管的分析Hemp and Sultan (Cranfield Institute of Technology, England) 用Euler 梁理论，对挠性曲管的谐振的动态响应进行过分析，并结合U-型管作了具体计算。 a. 方程（Oscillating tube of cruved part）对于不同的几何形状，上述的一般性公式和边界条件还可以在进一步简化。譬如，对弹性金属管的直管部分，可以令a 趋于无穷即可。b. 边界条件在端点上，有在不同形状的管段的连接点上，有c. 数值求解和计算结果

科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性

科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性中国计量研究院流量室李旭一、工作原理如图一所示，截取一根支管，流体在其内以速度V从A流向B，将此管置于以角速度ω旋转的系统中。设旋转轴为X，与管的交点为O，由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度ω运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上，在O点两边方向相反，大小相同，为： δFc ＝ 2ωVδm 因此，直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所产生的科氏力就可以测得质量流量。这就是科里奥利质量流量计的基本原理。图1 科里奥利力的形成图2 早期科氏力质量流量计二、结构早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。在商品化产品设计中，通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均采用使测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用，并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测

量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Ω形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。 1． S形测量管质量流量计如图3所示，这种流量计的测量系统由两根平行的S形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。图3 S形质量流量计结构这种质量流量计的工作原理及工作过程，如图4所示。图4 无流动时位移传感器的输出当测量管中流体不流动时，两根测量管在驱动力作用下（作用在每根管子上的力大小相等、方向相反）作对称的等振幅运动。由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大，到两端逐渐减为零。这时在两个传感器上测得的相位如图4B 所示，由图中可以看出，两传感器测得的相位差为零。当测量管内流体以速度V 流动时，流体中任意值点的流速，可认为是两个分流速的合成：水平方向Vx及垂直方向Vy（与振动方向相同）。在恒定流条件下，流体沿水平方向的流速Vx 保持恒定。从图5中可以看出，管子的进、出口处振幅为零，流体质点垂直移动速度Vx为零；

科里奥利质量流量计工作原理和基本结构

标题：科里奥利质量流量计工作原理和基本结构说明：众所周知，当一个位于旋转系内的质点作朝向或者离开旋转中心的运动时，将产生一惯性力。如图6-1所示，当质量为(δm的质点以匀速u在一个围绕旋转轴P以角速度ω旋转的管道内轴向移动时，这个质点将获得两个加速度分量： (1)法向加速度a r （向心加速度)，其值等于ω2r，方向指向P轴。 (2)切向加速度a t (科里奥利加速度)，其值等于2ωu，方向与a r 垂直，正方向符合右手定则，如图6-1所示。为了使质点具有科里奥利加速度a t ，需在a t 的方向上加一个大小等于2ωuδm的力，这个力来自管道壁面。反作用于管道壁面上的力就是流体施加在管道上的科里奥利力F c 。方向与α t 相反。从图6-1可以看出，当密度为ρ的流体以恒定流速u沿图6-1所示的旋转管流动时，任一段长度ΔX的管道都将受到一个大小为ΔF e的切向科里奥利力：式中，A为管道内截面积。由于质量流量q m =ρuA，因此：基于上式，只要能直接或者间接地测量出在旋转管道中流动的流体作用于管道上的科里奥利力，就可以测得流体通过管道的质量流量。在过程工业应用中，要使流体通过的管道围绕P轴以角速度ω旋转显然是不切合实际的。这也是早期的质量流量计始终未能走出实验室的根本原因。经过几十年的探索，人们终于发现，使管道

绕P轴以一定频率上下振动，也能使管道受到科里奥利力的作用。而且，当充满流体的管道以等于或接近于其自振频率振动时，维持管道振动所需的驱动力是很小的。从而从根本上解决了CMF 的结构问题。为CMF的迅速商用化打下了基础。经过近二十年的发展，以科里奥利力为原理而设计的质量流量计已有多种形式。根据检测管的形状来分，大体上可以归纳为四类，即：直管型和弯管型；单管型和多管型(一般为双管型)。弯管型检测管的仪表管道刚度低，自振频率也低，可以采用较厚的管壁，仪表耐磨、耐腐蚀性能较好，但易存积气体和残渣引起附加误差。直管型仪表不易存积气体，流量传感器尺寸小，重量轻。但自振频率高，为使自振频率不至于太高，往往管壁做得较薄，易受磨损和腐蚀。单管型仪表不分流，测量管中流量处处相等，对稳定零点有好外，也便于清洗，但易受外界振动的干扰，仅见于早期的产品和一些小口径仪表。双管型仪表由于实现了两管相位差的测量，可降低外界振动干扰的影响。科氏力质量流量计的性能特点：与传统的流量测量方式相比，该流量计具体优点有如下几个方面: 直接测量管道内流体的质量流量测量准确度高、重复性好，可在较大量程比范围内，对流体质量流量实现高准确度直接测量。计量的准确度高该流量计的质量流量测量准确度是0.2级；同时，它还能准确地测出流体介质的温度和密度。工作稳定可靠流量计管道内部无障碍物和活动部件，因而可靠性高、寿命长、维修量小；使用方便、安全。适应的流体介质面宽除一般粘度的均匀流体外，还可测量高粘度、非牛顿型流体；不仅可以测量单一溶液的流体参数，还可以测量混合较均匀的多相流；无论介质是层流还是紊流，都不影响其测量准确度。广泛的应用领域可在石油化工、制药、造纸、食品、能源等多种领域实施计量和监控。防腐性能好能适用各种常见的腐蚀性流体介质。多种实时在线测控功能除质量流量外，还可直接测量流体的密度和温度。智能化的流量变送器，可提供多种参数的显示和控制功能，是一种集多功能为一体的流量测控仪表。可扩展性好公司可根据用户需要,专门设计和制造特殊规格型号和特殊功能的质量流量计；还可进行远程监控操作等。两相分离计量的另一种形式的计量设备由两相分离器、质量流量计和气体流量计组成。质量流量计测量分离出的液量，并计算出其中的含水率，从而测量出油井的油、气、水产量。这种计算装置投资较少、操作简便，在我国油田中获得了较多的应用。由这一段话可以看出液体和气体的计量是有区别的。点击下面的文字可以看清楚的。

质量流量计原理：科里奥利力

科里奥利力科里奥利力（英语：Coriolis force，简称：科氏力）是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。概述认识历史旋转体系中质点的直线运动科里奥利力是以牛顿力学为基础的。1835年，法国气象学家科里奥利（Gaspard-Gustave Coriolis）提出，为了描述旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力。引入科里奥利力之后，人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋转体系的处理方式。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系，因而科里奥利力很快在流体运动领域取得了成功的应用。物理学中的科里奥利力科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性，在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性的作用，有沿着原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离。

如右图所示，当一个质点相对于惯性系做直线运动时，相对于旋转体系，其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系，我们认为有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线，这个力就是科里奥利力。根据牛顿力学的理论，以旋转体系为参照系，这种质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个外加力的作用，这就是科里奥利力。从物理学的角度考虑，科里奥利力与离心力一样，都不是真实存在的力，而是惯性作用在非惯性系内的体现。科里奥利力的计算公式如下: 式中为科里奥利力；m为质点的质量；为质点的运动速度；为旋转体系的角速度；表示两个向量的外积符号。科里奥利力与科里奥利加速度的关系通常，在惯性系中观察到的科里奥利加速度，其中为圆盘转动的角速度矢量，为质点所具有的径向速度。可见科里奥利加速度的方向与科里奥利力的方向相反。这是因为，科里奥利加速度是在惯性系中观察到的，由作用力产生；而科里奥利力则是在转动的参考系中观察到的，它产生的加速度是相对于非惯性系而言的。不能认为科里奥利加速度是由科里奥利力产生的[1]。科里奥利力产生的影响在地球科学领域由于自转的存在，地球并非一个惯性系，而是一个转动参照系，因而地面上质点的运动会受到科里奥利力的影响。地球科学领域中的地转偏向力就是科里奥利力在沿地球表面方向的一个分力。地转偏向力有助于解释一些地理现象，如河道的一边往往比另一边冲刷得更厉害。傅科摆

艾默生罗斯蒙特2700_1700质量流量计中文手册

2700/1700面板操作一.屏幕显示说明： SELECT---确认键 SCROLL----选择键 LED---状态指示灯二.显示器密码：如果需要密码，CODE的字样就会出现在密码屏幕的顶部.输入密码时候，通过使用SCROLL来选择数字,并用SELECT移到下一个字符,一次只好输入一个字符. 如果你面对显示器密码屏幕，却不知道密码，在60秒内不按下任何显示器光敏开关.则此密码屏幕将自动退回到初始屏幕. 三.调零步骤: Scroll OFF-LINE MAINT I Sorotl OFF-LIME ZZERO exit

四.显示器回路测试： SQt MA01 Sei MAO3 Select a Scroll ■AflIliTStrril Jfrw的I 叮 ScroJi OFF-LINE MAINT Sekci ScrdI OF匚LINE SIM 鼬led Scroll S*tFO Sd&ct Scroll * Sel DOI Sei DOz Select Scroll 4 mA 12 mA 20 mA 1 KHz ID KHi ON O'FF

五.显示器查看报警： LED指示灯状态及报警查看报警按照报警队列中前优先级排列.要查S队列中杲指定报警： 1,同时按下Scroll II和fel旣t按钮.当屏幕上出现“SEE ALAR/时，松开按钮. 卷阅图7T 2,按Select按钮 3,如杲屏幕上交替岀现FCK ALI/轧则按Scroll I按粗. 4如果屏幕上岀现50 ALART ，则到第6步， 5,按ScBll按钮S看队列中的每人ft警。S了解显示器显示的报置比码的含义’ 请参阅第KU1章节： ft按Seel I按钮直到屏暮上a现'*EXIT" ° 7,技Select按a

科里奥利质量流量计的选用

科里奥利质量流量计的选用基于流体在振动管中流动时将产生与质量流量成正比的科里奥利力，简称“科氏力”。科氏力流量计有很多分类：如按用途分类，可分为液体用和气体用；按测量管形状分类，有弯管型、直管型；按测量管段数分类，有单管型、双管型。 1、科氏力流量计的结构和特点以常见的U形测量管为例。在单U形测量管结构中，电磁驱动系统以固定频率驱动U形测量管振动，当流体被强制接受管子的垂直运动时，在前半个振动周期内，管子向上运动，测量管中流体在驱动点前产生一个向下压的力，阻碍管子的向上运动，而在驱动点后产生向上的力，加速管子向上运动。这两个力的合成，使得测量管发生扭曲；在振动的另外半周期内，扭曲方向则相反。测量扭曲的程度，与流体流过测量管的质量流量成正比，在驱动点两侧的测量管上安装电磁感应器，以测量其运动的相位差，这一相位差直接正比于流过的质量流量。在双U形测量管结构中，两根测量管的振动方向相反，使得测量管扭曲相位相差180°。相对单测量管型来说，双管型的检测信号有所放大，流体能力也有所提高。科氏力流量计的特点。可以直接测量质量流量，不受流体物性（密度、黏度等）影响，测量精确度高。测量值不受管道内流场影响，无上、下游直管段长度的要求。可测量各种非牛顿流体以及粘滞的和含微粒的浆液。可做多参数测量，如同期测量密度、溶液中溶质所含浓度。

影响测量精确度因素较多，如零点不稳定形成零点漂移；管路振动；测量管路腐蚀与磨损、结垢等。不能用于低密度气体的测量，液体中含气量较大会影响测量值。阻力损失较大。 2、科氏力流量计的选用及安装使用注意事项大部分科氏力流量计只适合测量液体，如果要测量气体，须明确在什么工况下使用。科氏力流量计对被测液体的黏度适应性范围宽，从低黏度的液化石油气到高粘度原油和沥青液，适用于非牛顿流体和液固双相流体，如乳胶、悬浮高岭土液、巧克力、肉糜浆等。用于混相流测量时，气液混合物中气泡小且均匀，以及液固混合物中含少量固体杂质是可以应用的。要注意游离气体的排出，注意测量管的磨损和堵塞。近年来，科氏力流量计的制造技术获得了快速发展，例如CMF100 传感器与2400S 变送器配用，测量液体时，液体的质量流量精确度可达流量值得±0.05％，而且已延伸到气体流量的测量。应用上述配置的流量计测量气体质量流量，精确度可达流量值得±0.35％。因为它能直接显示质量流量，所以更简单、更准确，但因气体管道直径一般比较大，选用科氏力流量计去测量投资很高，所以具体选型时应根据必要性决定取舍。应用科氏力流量计测量气体流量时还要考虑一个重要问题，即可行性。因为现有的产品测量压力很小的气体流量，目前还有困难，所以选型时还应列出具体测量点的工况条件及物性数据，向供应商咨询，确认是否在可测范围内。科氏力流量计安装使用注意事项

工作压力对科氏力质量流量计的影响

工作压力对科氏力质量流量计的影响一、科氏力质量流量计的工作原理科氏力质量流量计是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理，以质量流量测量为目的的质量流量计。一般由传感器和变送器组成。如图一所示。当质量为δm的流体质点，以速度V 沿管道AB 运动，同时，管道AB 又以A 点为圆心以角速度Ω转动，当该质点做上述复合运动时，在任意一点M 处，质点具有两个加速度分量：向心加速度ar, 方向指向A 点；科氏加速度ak,方向向上，量值为2ΩV。为使流体质点具有科氏加速度，需要在ak 方向施加一个大小等于2ΩVδm的力，这个力来自管道，而流体质点反作用于管道上的力就是科氏力Fc，方向如图所示。Fc=2ΩVδm(1) 如图二所示，若流体密度为ρ，以速度V 沿管道AB 流动，设管道横截面积为S，则任一段长度为△X 管道上的科氏力△Fc 为：Fc= -△mak (2) 式中△m 为长度△X 管道中的流体质量。△m=ρS△X △Fc=-2ρS△X(Ω×V)(3) 由于上述管道中的流体，其Ω与V 的夹角为90oC，质量流量qm=ρSV,有：qm=△Fc/2Ω△X (4) 从式(4)中可以看出，测量在旋转管道中流体的科氏力就可以直接测得质量流量。在实际应用中使测量管道做简谐振动，用振动的方式代替旋转的方式，利用电磁或光电的检测器检测科氏力对振动的影响从而测得管道中的质量流量。按照传感器测量管的形状，质量流量计分为直管型和弯管型两大类。直管型一般尺寸较小，不易积气，易于清洗，但由于其振动系统刚度大，谐振频率高，相位差小，电信号处理较困难。为了降低谐振频率，管壁必须较薄，而较薄的管壁会使耐磨性和抗腐蚀性变差。弯管型的振动系统刚度较低，电信号容易处理，可选用较厚的测量管壁，其耐磨性和抗腐蚀性较好，但由于形状复杂，容易积存残渣和气体，引起误差，结构尺寸也较大。从式(4)中还可以看出，质量流量并不受

科里奥利质量流量计

科里奥利质量流量计科里奥利质量流量计（简称科氏力流量计）是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。科氏力流量计结构有多种形式，一般由振动管与转换器组成。振动管（测量管道）是敏感器件，有U 形、Ω形、环形、直管形及螺旋形等几种形状，也有用双管等方式，但基本原理相同。下面以U 形管式的质量流量计为例介绍。图8 科氏力流量计测量原理图8所示为U 形管式科氏力流量计的测量原理示意图。U 形管的两个开口端固定，流体由此流入和流出。U 形管顶端装有电磁激振装置，用于驱动U 形管，使其铅垂直于U 形管所在平面的方向以O-O 为轴按固有频率振动。U 形管的振动迫使管中流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，此时流体将受到科氏力的作用，同时流体以反作用力作用于U 形管。由于流体在U 形管两侧的流动方向相反，所以作用于U 形管两侧的科氏力大小相等方向相反，从而使U 形管受到一个力矩的作用，管端绕R —R 轴扭转而产生扭转变形，该变形量的大小与通过流量计的质量流量具有确定的关系。因此，测得这个变形量，即可测得管内流体的质量流量。设U 形管内流体流速为u ，U 形管的振动可视为绕O-O 为轴的瞬时转动，转动角速度为ω若流体质量为m ，则其上所作用的科氏力为 2F m u ω=? （1-11）式中，F 、ω、u 均为矢量，ω是按正弦规律变化的。 U 形管所受扭力矩为 112224M Fr F r Fr m ur ω=+== （1-12）式中12F F F F ===，12r r r ==为U 形管跨度半径。

因为质量流量和流速可分别写为：/m q m t =，/u L t =，式中t 为时间，则上式可写为 4m M rLq ω= （1-13）设U 型管的扭转弹性模量为s K ，在扭力矩M 作用下，U 型管产生的扭转角为θ。故有（1-14）因此，由上两式得 4s m K q rL θω= （1-15） U 型管在振动过程中，θ角是不断变化的，并在管端越过振动中心位置Z-Z 时达到最大。若流量稳定，则此最大θ角是不变的。由于θ角的存在，两直管端1P 、2P 将不能同时越过中心位置Z-Z ，而存在时间差t ?。由于θ角很小，设管端在振动中心位置时的振动速度为p u ，（p u L ω=），则 2sin 2p r r t u L θθω?== （1-16）从而（1-17）将上式代入式（1-15），得（1-18）对于确定的流量计，式中的s K 和r 是已知的，故质量流量m q 与时间差t ?成正比。如图8所示，只要在振动中心位置Z-Z 处安装两个光电或磁电位移传感器，测出时间差t ?，即可由式（1-18）求得质量流量。科氏力流量计能直接测得气体、液体和浆液的质量流量，也可以用于多相流测量，且不受被测介质物理参数的影响。测量精度较高，量程比可达l00：1。

科里奥利力及其应用

科里奥利力 1 引言科里奥利力（Coriolis force），简称为科氏力，是对旋转体系中进行直线运动的质点由于惯性相对于旋转体系产生的直线运动的偏移的一种描述。科里奥利力是以牛顿力学为基础的。1835年，法国气象学家和工程师科里奥利（Gaspard-Gustave Coriolis）提出，为了描述旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力。引入科里奥利力之后，人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋转体系的处理方式。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系，因而科里奥利力很快在流体运动领域取得了成功的应用。 2 物理学中的科氏力科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性，在旋转体系中进行直线运动的质点，由于惯性的作用，有沿着原有运动方向继续运动的趋势，但是由于体系本身是旋转的，在经历了一段时间的运动之后，体系中质点的位置会有所变化，而它原有的运动趋势的方向，如果以旋转体系的视角去观察，就会发生一定程度的偏离。如右图1所示，当一个质点相对于惯性系做直线运动时，相对于旋转体系，其轨迹是一条曲线。立足于旋转体系，我们认为有一个力驱使质点运动轨迹形成曲线，这个力就是科里奥利力。根据牛顿力学的理论，以旋转体系为参照系，这种质点的直线运动偏离原有方向的倾向被归结为一个外加力的作用，这就是科里奥利力。从物理学的角度考虑，科里奥利力与离心力性质相似，都不是真实存在的力，而是惯性作用在非惯性系内的体现。科里奥利力的计算公式如下: F c=?2mω×v 式中F c为科里奥利力；m为质点的质量；v为质点的运动速度；ω为旋转体系的角速度；×表示两个向量的外积符号。特殊的是，在地球上，拥有水平于地面方向运动分量的物体受里奥利力大小为：F=2mvωsin? 式中F为地转偏向力的大小；m为物体质量；v为物体的水平运动速度分量；ω为地球自转的角速度；?为物件所处的纬度。受力方向北半球向物体运动的右侧，南半球向物体运动的左侧。 3 生活中的科氏力 3.1 柏而定律该定律是自然地理中一条从实际观察总结出来的著名规律，即北半球河流右岸比较陡削，南半球则左岸比

质量流量计

科里奥利质量流量计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4万～4.5万台之间。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，如太行仪表厂已有完整的IZL系列；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F c=2ωυm，管道对质点作用着一个反向力-F c= -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ΔF c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

科里奥利质量流量计综述

科里奥利质量流量调研报告 1、工作原理众所周知，当一个位于旋转系内的质点作朝向或者离开旋转中心的运动时，将产生一惯性力。如图1所示，当质量为δm 的质点以匀速u 在一个围绕旋转轴P 以角速度ω旋转的管道内轴向移动时，这个质点将获得两个加速度分量：图1 科里奥利力的产生原理（1）法向加速度a r （向心加速度），其值等于ω2r ，方向指向P 轴。（2）切向加速度a t （科里奥利加速度），其值等于2ωu ，方向与a r 垂直，正方向符合右手定则，如图1所示。为了使质点具有科里奥利加速度a t ，需在a t 的方向上加一个大小等于2ωuδm 的力，这个力来自管道壁面。反作用于管道壁面上的力就是流体施加在管道上的科里奥利力F c 。 ωuδm F 2c = (1) 方向与αt 相反。从图1可以看出，当密度为ρ的流体以恒定流速u 沿图1所示的旋转管流动时，任一段长度ΔX 的管道都将受到一个大小为ΔF e 的切向科里奥利力： X ωuρA F Δ2c =? (2) 式中，A 为管道内截面积。由于质量流量q m =ρuA ，因此： X ωq F Δ2m c =? (3) 基于上式，只要能直接或者间接地测量出在旋转管道中流动的流体作用于管道上的科里奥利力，就可以测得流体通过管道的质量流量。在过程工业应用中，要使流体通过的管道围绕P 轴以角速度ω旋转显然是不切合实际的。这也是早期的质量流量计始终未能走出实验室的根本原因。经过

几十年的探索，人们终于发现，使管道绕P轴以一定频率上下振动，也能使管道受到科里奥利力的作用。而且，当充满流体的管道以等于或接近于其自振频率振动时，维持管道振动所需的驱动力是很小的。从而从根本上解决了CMF的结构问题。为CMF的迅速商用化打下了基础。经过近二十年的发展，以科里奥利力为原理而设计的质量流量计已有多种形式。根据检测管的形状来分，大体上可以归纳为四类，即：直管型和弯管型；单管型和多管型(一般为双管型)。弯管型检测管的仪表管道刚度低，自振频率也低，可以采用较厚的管壁，仪表耐磨、耐腐蚀性能较好，但易存积气体和残渣引起附加误差。直管型仪表不易存积气体，流量传感器尺寸小，重量轻。但自振频率高，为使自振频率不至于太高，往往管壁做得较薄，易受磨损和腐蚀。单管型仪表不分流，测量管中流量处处相等，对稳定零点有好外，也便于清洗，但易受外界振动的干扰，仅见于早期的产品和一些小口径仪表。双管型仪表由于实现了两管相位差的测量，可降低外界振动干扰的影响。 2、样式结构我们常见的测量管的形式有以下几种：S形测量管、U形测量管、双J形测量管、B形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Ω形测量管、双环形测量管等，下面分别对其结构作简单介绍。 2.1 S形测量管质量流量计如图2所示，这种流量计的测量系统由两根平行的S形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。

流体动力学基础,科里奥利流量计

流体动力学基础，科里奥利流量计 1.流体动力学基础物理学的一个基本定律是质量守恒定理，物质既不能被创造，也不能被消灭。在没有物质流入和流出的情况下，不管边界如何变化，质量始终保持不变。然而，当有物质流入或流出边界时，流入与流出的总和一定为零。不论何种物质流入并且没有留存，它一定会流出。在同样的时间间隔内测量流入系统的质量(Min)与流出系统的质量(Mout)，两者相等。因此在机械工程中，流动并且可以被测量的运动介质包括液体(水、油、溶剂如汽油等)、空气、气体(氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸气等)。通常我们所说的“流率”“流速”或“速率”是指运动流体内微小体积的运动速度。 2. 科里奥利流量计和那些测量流速或者体积的传感器不同，科里奥利流量计直接测量质量流量。由于科里奥利流量计不受流体压力、温度、黏度和密度的影响，因此科里奥利流量计可以在未经校准和没有参数补偿的条件下测量特殊流体。这种传感器最初主要用于液体，但是现在也可以用于气体测量了。科里奥利流量计是以法国工程师、物理学家科里奥利(1792—1843)的名字命名的。典型的科里奥利传感器由一个或两个具有入口和出口的振动管组成。管子的典型材料是不锈钢，它可以有效防止管子及其衬套受到由流体引起的机械或者化学损伤，从而保证测量的准确性。管子的外形有包括U形在内的各种形状。薄一点儿的管子用于气体，厚一点的管子更适合于液体。科里奥利管通过辅助的机电驱动系统产生振动。流体从入口进入传感器。基于流体对振动管的作用来确定质量流量。随着流体的流出，由于管子的振动，流体产生的加速度会让仪器受到大小不同的力。由流体产生的科里奥利力可以表示为 F=2mωv 这里，m代表质量;ω代表旋转角频率;v为流体平均速度的矢量。

艾默生高准质量流量计的正确安装

艾默生高准质量流量计的正确安装质量流量计正确良好的安装是其可靠工作、准确测量的前提，必须予以充分的重视，安装时要有专门的技术人员严格把关。 1、安装场所远离大的振动设备及强力电磁场干扰场所，测量液态物料避免安装在工艺管线的最高点，要方便维护和拆卸； 2、安装方式气体物料，传感器弯管竖直向上，液体物料，传感器弯管竖直向下，特殊情况也可竖直向上，应避免弯管水平或倾斜；压力要求：背压要求可以使介质始终充满传感器测量管，避免出现半管而导致测量不准确。因此，保证安装在管线中的传感器有足够的背压是十分重要的。当背压不满足要求时，可考虑在管线中加装背压调节器。要做到这一点，一是将传感器装在靠近泵的出口侧，或者装在上升管道的较低部位来测液体，而且流量计下游上升管道的高度应不低于2m(视介质密度而定)。 3、避免电磁干扰和射频干扰安装在大电机、射频发生器、变压器、大功率开关等设备附近，传感器中测量管的自激谐振动会受到干扰，而且检测器检测出来的微弱信号也有可能被淹没在干扰信号之中。另外，连接仪表各部分的电缆的走线也不要覆盖在这些可能产生干扰的设备上面，最好不要靠近它们，也不要靠近高压供电电缆或类

似的电磁干扰和射频干扰 (EMI/RFI)源。 4、避免振动的影响科氏力式质量流量计的原理和结构都决定了外界振动对它会造成影响，虽然专门的安装技术 (例如采用坚固的管支架等)能够减小外界振动的影响，制造厂家也在竭力改进结构以提高抗外界干扰振动的能力，但流量计的安装场所还是应该尽量远离大功率泵、电机等强振动千扰源。若需要在管线振动大的管线中安装大口径流量计，有时要用膨胀节来消振，但必须在膨胀节与传感器之间加装带有坚固支撑的短接，否则，由于管道的伸缩造成附加应力，显示数据将会失准。 5、不能用流量计作为管道的支撑；流量计不能用来矫正管道法兰的错位和用来拉紧管道，导致流量计承受应力影响测量准确度。 6、其他注意事项除以上几点要着重考虑之外，当选择安装场所时，还应遵循下列原则: 当用科氏力式质量流量计测量液体介质，特别是易汽化的液体或含有少量气体的液体介质时，应把流量传感器安装在管道的较低处，而不要将传感器安装在管道的最高处；当用科氏力式质量流量计测量气体介质，特别是非干燥气体或在高压下易液化的气体介质时，应把流量传感器安装在管道的较高处，而不要将传感器安装在管道的最低处。 7、传感器安装方式的选择传感器的安装一般分为垂直安装与水平安装两种方式。传感器的

质量流量计工作原理92103

今天我们就来介绍质量流量计工作原理。质量流量计工作原理：质量流量计是采用感热式测量，通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量，因为是用感热式测量，所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。质量流量计是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域将得到更加广泛的应用，相信将在推动流量测量上显示出巨大的潜力。质量流量计是不能控制流量的，它只能检测液体或者气体的质量流量，通过模拟电压、电流或者串行通讯输出流量值。但是，质量流量控制器，是可以检测同时又可以进行控制的仪表。质量流量控制器本身除了测量部分，还带有一个电磁调节阀或者压电阀，这样质量流量控制本身构成一个闭环系统，用于控制流体的质量流量。质量流量控制器的设定值可以通过模拟电压、模拟电流，或者计算机、PLC提供。质量流量计的工作原理和典型结构科氏力式质量流量计一般由传感器和信号处理系成，而流量传感器又是一种基于科里奥利力效应的谐振式传感器。这种传感器的敏感元件——振动管，是处于谐振状态的空心金属管，又称测量管。科氏力式质量流量传感器的测量管有各种不同的结构形式，按照传感器测量管的数量可将其分为单管型、双管型和连续管型三种结构。单管型结构简单，不存在分流问题，管路清洗方便。一般地说，它对外来振动比较敏感。双管型结构容易实现相位差的测量，可以较好地克服外来振动的影响，并对提高振动系统的Q值有利。目前大多数产品均采用这种结构。但这种结构同时带来的问题是两测量管中流过的流量不可能做到绝对相等，其中的沉积物和磨蚀也不可能绝对一致，从而引起附加误差。而且在两相流工作状态下，难以作到两测量管中流体分布的均匀一致，以致影响振动系统的稳定性。随着单管型结构中测量管系统的振动不平衡问题的解决，单管型结构仍具有一定的发展前景。连续管型是一种特殊形式的单管．它以环绕两圈的单管结构试图集单、双管型的优点于-身。根据测量管的形状，又可分为直管型和弯管型两大类。直管型一般外形尺寸小且不易于积存气体，但由于其振动系统刚度大，谐振频率高，相位差为微秒级，电信号的处理就比较困难。为了不使谐振频率过高，管壁必须较薄，以致其耐磨及抗腐蚀性能较差。弯管型的振

科氏力质量流量计

科氏力质量流量计科氏力质量流量计是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理。一、质量流量测量原理一台质量流量计的计量系统包括一台传感器和一台用于信号处理的变送器。Rosemount质量流量计依据牛顿第二定律：力=质量×加速度(F=ma)，当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受两个分量的加速度及其力： (1)法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于2ωr，朝向P轴； (2)切向角速度αt，即科里奥利加速度，其值等于2ωV，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力Fc=2ωVm，管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时，任何一段长度Δx的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc：ΔFc=2ωVρAΔx (1) 式中，A—管道的流通截面积。由于存在关系式：mq=ρVA 所以：ΔFc =2ωqmΔx （2）因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。二、传感器内是U型流量管，在没有流体流经流量管时，流量管由安装在流量管端部的电磁驱动线圈驱动，其振幅小于1mm，频率约为80Hz，流体流入流量管时被强制接受流量管的上下垂直运动。在流量管向上振动的半个周期内，流体反抗管子向上运动而对流量管施加一个向下的力；反之，流出流量管的流体对流量管施加一个向上的力以反抗管子向下运动而使其垂直动量减少。这便导致流量管产生扭曲，在振动的另外半个周期，流量管向下振动，扭曲方向则相反，这一扭曲现象被称之为科里奥利(Coriolis)现象，即科氏力。根据牛顿第二定律，流量管扭曲量的大小完全与流经流量管的质量流量大小成正比，安装于流量管两侧的电磁信号检测器用于检测流量管的振动。当没有流体流过流量管时，流量管不产生扭曲，两侧电磁信号检测器的检测信号是同相位的；当有流体流经流量管时，流量管产生扭曲，从而导致两个检测信号产生相位差，这一相位差的大小直接正比于流经流量管的质量流量。由于这种质量流量计主要依靠流量管的振动来进行流量测量，流量管的振动，以及流过管道的流体的冲力产生了科氏力，致使每个流管产生扭转，扭转量与振动周期内流过流管的质量流速成正比。由于一个流管的扭曲滞后于另一流管的扭曲，质量管上的传感器输出信号可通过电路比较，来确定扭曲量。

质量流量计工作原理

质量流量计工作原理 (未知) 2007-11-8 21:13:00 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测量质量流量的仪表。 20世纪70年代后期商品化实用性CMF由美国Micro Motion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家以上推出各种结构的CMF，世界范围装用量估计在18万～20万台之间。1995年世界年销售量估计在4万～4.5万台之间。在我国CMF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，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，如太行仪表厂已有完整的LZL系列，还组建有几家合资企业引进国外技术生产系列仪表。 1. 原理与结构如图1所示，当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受两个分量的加速度及其力：

图1 科里奥利力 ①法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于ω2r，朝向P轴； ②切向角速度αt，即科里奥利加速度，其值等于2ωV，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力Fc=2ωVm，管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时，任何一段长度Δχ的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc , ΔF c=2ωVρAΔx （1）式中A--管道的流通截面积，由于质量q m=ρVA，所以 ΔF c=2ωq mΔx （2）因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。然而，通过旋转运动产生科里奥利力是困难的，目前CMF均代之以管道振动产生，即由二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，使中点前后两半段产生方向相反的桡曲，用电磁学（或光学），方法检测桡曲量以求得质量流量。图2 科里奥利质量流量传感器 A--驱动线圈；B--检测探头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。

艾默生质量流量计工作原理

艾默生质量流量计工作原理工作原理作为科里奥利效应的实际应用，科里奥利质量流量计的工作原理是使得有介质流经的流量管发生振动。尽管振动并非完整的圆形，仍形成了旋转坐标系统，从而引发科里奥利效应。传感器检测并分析流量管频率、相位差和振幅的变化。具体的检测方法会因流量计设计不同而不同。这些被观测到的变化代表了流体的质量流量和密度。质量流量测量测量管在力的作用下发生摆动，从而产生正弦波。流量为零时，两根管道同相地发生振动。有流量时，科里奥利力促使管道发生弯曲，从而引发相偏移。测量正弦波之间的时差，此时差与质量流量成正比。A.入口检测位移B.无流量C.出口检测位移D.时间E.入口检测位移F.有流量G.出口检测位移H.时差I.时间密度测量测量管以其固有频率振动。管道内介质质量的变化将导致管道固有频率发生相应的变化。通过管道的频率变化来计算密度。温度测量温度作为测量变量，可用作输出量。此外，温度还可用于在传感器内部补偿温度变化对杨氏弹性模量的影响。艾默生质量流量计仪表特性：介质质量流量的测量精度独立于操作温度、压力或组分。然而，传感器的压降取决于操作温度、压力和介质的组分。规格与功能随型号而异，某些型号可能有较少的可用选项。具有CMF代号的所有仪表（CMF、CMFHC、CMFS）均为ELITE仪表类下的仪表，并且应视为具有与其他ELITE类仪表相同的质量与规格（特别注明者除外）。基本型号代码（例如CMF100M）末尾的字母表示接液部件的材料和/或应用名称：M=316L不锈钢、L=304L不锈钢、H=镍合金C22、P=高压、A=高温316L不锈钢、B=高温镍合金C22、Y=超级双相(UNSS32750)。