MicroMotion科里奥利质量流量计原理介绍讲解
科里奥利质量流量计工作原理
科里奥利质量流量计工作原理
科里奥利质量流量计是一种常用的流量测量仪器，它利用科里奥利效应来测量气体的质量流量。
其工作原理如下：
1. 气体进入流量计后，流经一个热电偶和一个辅助热电偶。
热电偶的位置要求在气体的流动方向上。
2. 两个热电偶都受到一个恒定的加热电流作用，使其保持在一定的温度差（通常为10℃）。
3. 气体流过热电偶时，根据科里奥利效应，热电势的大小与流过热电偶的气体的质量成正比。
4. 由于气体的质量流量与流过热电偶的气体的质量有关，所以可以通过测量热电势的大小来得到气体的质量流量。
5. 测量到的电位信号经过放大和处理后，可以将其转换为标准的电流信号或数字信号，以便进行进一步的分析和记录。
总结起来，科里奥利质量流量计通过测量气体流过热电偶时引起的热电势变化来间接地得到气体的质量流量。
这种测量原理简单可靠，并且对气体的压力和温度变化不敏感，因此在工业自动化控制和科学研究领域得到广泛应用。
科里奥利质量流量计原理及其应用
科里奥利质量流量计原理及其应用科里奥利效应是指在流体中通过有一温度差的导热体时，流体在导热体附近产生热量或吸收热量的现象。
科里奥利质量流量计利用了这一效应，通过测量不同温度下流体的温度差，进而确定流体的质量流量。
科里奥利质量流量计由导热体和两个温度传感器组成。
导热体通常为一根细长的热电偶或热电阻丝，安装在流体管道内部。
两个温度传感器分别安装在导热体的上游和下游位置，用于测量导热体处温度的变化。
当流体通过流量计时，由于科里奥利效应的存在，在导热体上会形成一个温度差。
这个温度差与流体的质量流量成正比。
科里奥利质量流量计工作的基本原理是根据热量传导和对流的物理特性。
当流体通过导热体时，导热体与流体之间会发生热量交换。
这个热量交换会导致导热体上的温度发生变化，而导热体处的温度变化与流体的流速和热导率有关。
通过测量导热体上游和下游的温度差，可以确定流体的流速和质量流量。
科里奥利质量流量计广泛应用于流体控制和检测领域。
它适用于气体和液体的流量测量，尤其对于液体的测量精度更高。
在工业生产中，科里奥利质量流量计常用于化工、石油、食品、制药等行业，用于计量和控制液体的流量。
它可以实时监测流体的流量，提供准确的流量数据，帮助企业实现节能减排和生产优化。
此外，科里奥利质量流量计还可应用于燃气发电站、供热系统、生物反应器等场合，用于流体质量的测量和监控。
科里奥利质量流量计具有准确、稳定、可靠的特点，但也存在一些限制。
首先，导热体的安装需要一定的技术要求，安装不当会影响测量的准确性。
其次，科里奥利质量流量计对流体中的杂质和气泡比较敏感，需要进行过滤和净化处理。
此外，科里奥利质量流量计的价格相对较高，适用于一些对流量测量要求较高的场合。
总之，科里奥利质量流量计是一种基于科里奥利效应原理的流量计，能够准确测量气体和液体的质量流量。
它在工业自动化控制和流体检测领域应用广泛，具有精度高、稳定性好、可靠性强等优点。
随着科技的不断进步，科里奥利质量流量计将会在更多领域得到应用和发展。
质量流量计原理
科里奥利质量流量计1 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2 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δ m ，δm =ρυA ，所以（2）壁测量管， 在中点处以测量管谐振或接近谐振的频率 励，在管内流动的流体产生科里奥利力，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， CMF 也可测量流体密度。
科里奥利质量流量计原理与应用
46一、科里奥利质量流量计原理当质量为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2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，直接或间接的测量在旋转管道中的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。
二、影响质量流量计准确度的因素1.工艺温度对质量流量计准确度的影响。
科氏力质量流量计的质量流量测量原理都是基于下面公式【1】: (1)式中： 为质量流量;K 为传感管的扭转弹性模量;为左右传感管的时间差;为左右传感管的半径。
当K、r为常数时，仅与时间差 成正比。
然而与金属弹性变化有关的杨氏弹性模量是温度的函数。
当温度发生变化时，传感管的钢性也随之变化，K就不再是一个常数，从而影响质量流量计的准确度；当温度变化时，还会引起传感器的几何结构的不均衡, 从而影响到质量流量计的零点稳定度。
当流量较大时,工艺温度变化对流量测量准确度的影响不是很大。
就CMF200型来说,在额定流量时,每变化1度才影响准确度±0.0001%。
但流量较小时,工艺温度对准确度的影响就不可忽视了。
2.工艺压力对质量流量计准确度的影响。
从公式（1）我们知道，当r即左右传感管的半径发生变化，也会影响到质量流量计的测量准确度。
在实际应用中，我们知道传感管是一个弹性元件，一般管壁较薄,当压力增大时，r值也会随着增大，从而影响准确度。
压力对测量准确度的影响：当工艺压力增大，会使流量计产生一个负向偏差，表现为流量显示值比实际值偏小；当压力减小时；会使流量计产生一个正向偏差，表现为流量显示值比实际值偏大。
科里奥利质量流量计工作原理
科里奥利质量流量计工作原理
科里奥利质量流量计是一种基于科里奥利效应的流量测量仪表，用于测量流体的质量流量。
它利用了科里奥利定律，即当流体流经一根装有电磁线圈的传感器时，由于流体的速度和温度的变化，会在传感器中产生一个感应电势。
具体工作原理如下：
1. 流体通过流量计中的管道，以一定的速度流动。
流速较高的流体具有较高的科里奥利效应，即会在传感器中产生较大的感应电势。
2. 流量计中的电磁线圈产生一个交变磁场，用于感应流体中的电势。
3. 流体中的电势受到磁场的作用，会在流量计中产生一个感应电势。
这个感应电势与流体的速度和温度相关。
4. 流量计中的电路测量和分析这个感应电势，根据科里奥利定律的原理，将感应电势转化为流体的质量流量。
5. 流量计中的计算机或显示屏会将质量流量信息显示出来，以供用户监测和控制。
总结来说，科里奥利质量流量计通过测量流体中的感应电势，利用科里奥利定律将其转化为质量流量信息。
它具有准确、稳定等特点，广泛应用于流体测量和控制领域。
科里奥利流量计工作原理
科里奥利流量计工作原理
在没有气体流动时，加热丝和检测丝的温度差为零，此时两者之间没
有电动势产生。
当气体流动时，气体带走了加热丝上的热量，导致加热丝
的温度降低，而检测丝的温度保持不变。
由于温度差的改变，导致了加热
丝和检测丝之间产生了一个电动势，称为科里奥利电动势。
测量科里奥利电动势可以间接地得到气体的流量。
通过传感器测量电
动势的大小，并将其转换为气体流量的显示。
当气体的流量增加时，加热
丝上的温度降低更多，导致科里奥利电动势增加。
反之，当气体的流量减
小时，加热丝上的温度降低较少，导致科里奥利电动势降低。
但是需要注意的是，科里奥利流量计的准确度受到一些因素的影响。
例如，气体的种类、温度、压力等参数都会对测量结果产生影响。
此外，
流量计的设计和材料的选择也会对其准确度和灵敏度产生影响。
因此，在
使用科里奥利流量计时，需要进行校准和调整，以确保测量结果的准确性。
总结起来，科里奥利流量计通过测量加热丝和检测丝之间产生的科里
奥利电动势来间接测量气体流量。
其原理是基于科里奥利效应，即气体流
动引起温度差异，进而引起电动势的变化。
通过传感器测量电动势的大小，可以得到气体流量的显示。
但是需要注意测量准确度受到多种因素的影响，需要校准和调整以确保准确性。
科里奥利质量流量计
计》检定规程
JJG 1038—2008代 替 JJG 897-1995中科里奥利质量流 量计部分
目录
01
02
03
04
05
06
范围
概述
工作原理 、组成
用途
输出信号
1 范围 本规程适用于科里奥利质量流量计(以下简称为流量计)的型
式评价、首次检定、后 续 检 定 和 使 用 中 检 验 。
不超过设定的±5%。
(3) 每个流量点的检定次数不少于3次，型式评价的流量计，每个流量 点的检定次数不少于6次。
5.2.2.4 检定程序
(1) 将流量调到规定的流量值，运行至流体状态稳定。
(2) 置装置和流量计为工作状态，同时操作装置和流量计进
行测量，运行一段时间后，同时停止装置和流量计测量，记录装置和 流量计的测量值。
qji IImijaxIImminin•qmax
式中： Iij——第i检定点第j次检定流量计输出电流的平均值mA Imax——流量计输出最大值 mA； Imin——流量计输出最小电流 mA； qmax——Imax对应的质量流量 kg/h； (qs)ij——按公式（6）计算：
（qs）ij——第i检定（点q第s）ji次j 检（定Qt装is） j i置j 测3量6的0平0 均瞬时质量流式量中：
去max、qmin流量点重新进行标定。 5.3 检定结果的处理
经检定合格的流量计发给检定证书。经检定不合格的流量计发给 检定结果通知书，并注明不合格项目。 5.4 检定周期
优于0.5级的一般不超过1年，0.5级以下的的一般不超过2年。
检定证书/检定结果通知书（内页————
表 2 首次检定、后续检定、使用中检验项目列 于下表2中：
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✞从✌流向 ，将此管置于以角速度▫旋转的系统中。
设旋转轴为✠，与管的交点为 ，由于管内流体质点在轴向以速度✞、在径向以角速度▫运动，此时流体质点受到一个切向科氏力☞♍。
这个力作用在测量管上，在 点两边方向相反，大小相同，为：↗☞♍ ＝ ▫✞↗❍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 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： 形测量管、✞形测量管、双☺形测量管、 形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、 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。
． 形测量管质量流量计如图 所示，这种流量计的测量系统由两根平行的 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 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 所示。
图 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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
zKero = 传感器无流量时的相差 流量温度修正，5.13%/100C
FTC = 温度变化100C时由于流量管刚性变化而引起的流 量百分比误差
质量流量计算 (由变送器进行) 质量流量 f=lowKX(△t- zKero )X(1-(FTCXT DegC ))
过程连接
接线盒
过程连接 分流
传感器推荐安装方向
液体
气体
浆液
同样可用于液体或气体 , 或者当要求自排空时.
流量管朝下 流量管朝上
对于小口径 ELITE 传感器, 当用ห้องสมุดไป่ตู้浆液时 也推荐流量管朝上.
旗式
将液体或 浆液向上打 (如图示). 将气体向下打.
传感器管道安装的建议
流向
下游阀 弯头 • 避免扭曲/弯曲应力 • 下游阀用于调零 • 弯头避免冷凝水进入接线盒 • 传感器和变送器之间最长电缆限制1000 ft (300 m)
变量的直接测量
• 高准(Micro Motion)科氏流量计直接测量以下变量: 质量流量 密度 温度
• 其他变量是间接测量的. 这些变量是由直接测量的变量推导而来的: 体积流量 总量(质量或体积)
传感器操作原理
振动的流量管, 无流量
出口 入口
支撑轴 出口侧
入口侧
入口侧
出口侧
振动的流量管, 有流量
出口 入口
密度测量原理
固定端
密度测量
密度标定系数
密度标定系数(在标定时得出)
K 1 传感器注入低密度标定介质(空气)时的管道周期 D 1 低密度标定介质的密度 K 2 传感器注入高密度标定介质(水)时的管道周期 D 2 高密度标定介质的密度 T c 温度变化100C时由于流量管刚性变化而引起的
• 科氏流量计所提供的直接质量测量不受介质特性变化 的影响.
为什么测量质量?
100 gal.
104 gal.
60 F 834 lb.
200 F 834 lb.
为什么使用科里奥利密度
科氏流量计: • 测量整个流体的在线密度，而不是如其他技术周期采 样. • 排除由于周期采样和分析所要应付的危险介质和成本. • 比其他密度计较少受到现场环境影响.
百分比精度举例
精度计算举例
CMF300传感器的零点稳定性为6.8kg/h.
当流量为 . . . 其精度为 . . .
200000
kg/h
150000
kg/h
100000 kg/h
50000 kg/h
0.1034% 0.1045% 0.1068% 0.1136%
传感器精度曲线
调零步骤
• 用被测介质打循环约5分钟, 保证满管, • 关闭流量计下游阀, 保证流量静止 • 用变送器上的调零按钮, 或375手操器对
入口
出口 扭曲轴
支撑轴
输出侧
输出侧
介质作用力(出口)
介质作用力(入口)
传感器检测部件
支架 流量管
支架
电磁铁/线圈
质量流量的测量
输出侧 (C1)
时间 传感器信号, 无流量
输出侧 (C2)
时间 传感器信号, 有流量
流量标定系数
变送器怎样计算质量流量
流量标定常数 ( 在工厂或现场标定) 流量标定常数，4.5523g/s/us X (1-1)us
密度百分比误差
变送器怎样计算密度
温度传感器
• 在传感器流量管中的一根上有一个热电阻 (RTD). • 过程温度由金属管道传给 RTD. • RTD对电流的阻值会随着温度的变化而变化. 所以当
给定的电压加在RTD上时, 输出电压可代表温度.
流量管
D型传感器
外壳
支撑 Pickoffs
驱动线圈
热电阻 (RTD)
流量计进行调零
流量精度指标
高准(Micro Motion)流量精度指标 精度 = ±基本精度±零点稳定性/操作流量 三个变量： • 传感器系列(基本精度) • 传感器型号(零点稳定性) • 操作流量
典型精度计算
典型精度计算 所有CMF传感器(基本精度为0.10%):
精度 = ±0.10%±零点稳定性/ 操作流量
Micro Motion 质量流量计 用户培训
流量计系统部件
流量传感器 (ELITE CMF)
流量变送器 (RFT9739)
频率/脉冲输出 (0-10 kHz) 毫安输出 (4-20 mA)
后位设备
后位设备 (ALTUS Model 3300)
变送器接口 (HC275)
为什么使用科里奥利质量
• 体积式流量计受到过程介质温度、压力、密度、粘度 和流体特征变化的影响.