科里奥利质量流量计工作原理和基本结构
科里奥利质量流量计的测量原理
科里奥利质量流量计的测量原理
科里奥利质量流量计是一种基于科里奥利力原理测量流体质量流量的仪器。
它主要由一个测量管和一对传感器组成。
测量管是一个有弯曲的管道,流体在其中流动。
传感器则用于测量流体通过弯曲管时产生的科里奥利力。
科里奥利力是指当质量流动的流体通过弯曲管道时,由于惯性作用力而产生的一种力。
这种力垂直于管道壁,大小由流体的质量流量和管道的曲率半径决定。
科里奥利力的公式为:
Fc = ρ*Q*V*w/R
其中:
Fc - 科里奥利力
ρ - 流体密度
Q - 体积流量
V - 流体速度
w - 流体在管道内流动角度
R - 曲率半径
在测量过程中,当流体通过弯曲管时,由于惯性作用力会产生科里奥利力,使得管道发生微小位移。
两个传感器分别测量上下管道的位移,位移差值成正比于流体的质量流量。
科里奥利质量流量计不受流体的温度、密度、粘性等因素的影响,具有高精度、高重复性和快速响应等优点,广泛应用于化工、石油、食品等行业。
但它对流体的流动状态要求较高,存在测量范围有限的缺点。
科里奥利质量流量计介绍
科里奥利质量流量计介绍
科里奥利效应是指在涡流场中，流体沿着一个旋转流体的方向移动时，会偏离预期的线性路径。
这种偏离是由于作用在流体上的科里奥利力所致。
科里奥利力是一个由旋转涡流引起的惯性力，它是垂直于涡流方向的。
科里奥利质量流量计的核心部件是一个弯曲的管道，其中涡流发生器
被放置在管道内。
当流体通过管道时，涡流发生器会在流体中生成一个旋
转涡流。
科里奥利质量流量计通过测量旋转涡流对流体流动的影响来确定
流体的质量流量。
流体通过涡流发生器后，会在输出端的另一侧产生一个偏转。
科里奥
利质量流量计使用传感器检测并测量这个偏转的角度。
根据偏转角度的大小，可以计算出流体通过的质量，并进而确定质量流量。
科里奥利质量流量计具有许多优点。
首先，它可以在高温、高压和腐
蚀性环境下进行工作，适用于各种流体，如液体、气体和蒸汽。
其次，它
不受流体密度、粘度和温度的影响，具有较好的测量精度和重复性。
此外，由于科里奥利质量流量计不需要额外的压力表和温度计，因此安装和维护
相对简单。
然而，科里奥利质量流量计也存在一些限制。
首先，对于粘度较高的
流体，流动的惯性会减小，从而影响测量的准确性。
其次，由于涡流发生
器的存在，流体流动会引起一定的压降，可能对一些应用造成不便。
总结起来，科里奥利质量流量计是一种可靠、高精度的流体质量测量
仪器。
它的工作原理基于科里奥利效应，利用旋转涡流对流体流动的影响
来确定质量流量。
尽管存在一些限制，但科里奥利质量流量计在许多领域
中都得到了广泛的应用。
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科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性作者：中国计量研究院流量室李旭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3旋转的系统中。
设旋转轴为X，与管的交点为0,由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度3运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。
这个力作用在丈量管上，在0点两边方向相反，大小相同，为：SFc = 2 W V S m因此，直接或间接丈量在旋转管道中活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。
3图1科里奥利力的形成图2早期科氏力质量流量计结构早期设计的科氏力质量流量计的结构如图 2所示。
将在由活动流体的管道送进 一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的丈量。
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，通过丈量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均 采用使丈量管振动的方式替换旋转运动。
以此同样实现科氏力对丈量管的作用, 并使得丈量管在科氏力的作用下产生位移。
由于丈量管的两端是固定的，而作 用在丈量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在丈量管上 形成一个附加的扭曲。
丈量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流 过丈量管的流体的质量流量。
我们常见的丈量管的形式有以下几种：S 形丈量管、 管、B 形丈量管、单直管形丈量管、双直管形丈量管、 量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。
1 • S 形丈量管质量流量计如图3所示，这种流量计的丈量系统由两根平行的器组成。
管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。
在丈量管对 称位置上装有传感器，在这两点上丈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3S 形质量流量计结构U 形丈量管、双J 形丈量 Q 形丈量管、双环形丈 S 形丈量管、驱动器和传感这种质量流量计的工作原理及工作过程，如图 4所示。
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作者：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。
这个力作用在丈量管上，在O点两边方向相反，大小相同，为：δFc ＝2ωVδm因此，直接或间接丈量在旋转管道中活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。
将在由活动流体的管道送进一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的丈量。
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，通过丈量系统旋转产生科氏力是不切合实际的，因而均采用使丈量管振动的方式替换旋转运动。
以此同样实现科氏力对丈量管的作用，并使得丈量管在科氏力的作用下产生位移。
由于丈量管的两端是固定的，而作用在丈量管上各点的力是不同的，所引起的位移也各不相同，因此在丈量管上形成一个附加的扭曲。
丈量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过丈量管的流体的质量流量。
我们常见的丈量管的形式有以下几种：S形丈量管、U形丈量管、双J形丈量管、B形丈量管、单直管形丈量管、双直管形丈量管、Ω形丈量管、双环形丈量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。
1． S形丈量管质量流量计如图3所示，这种流量计的丈量系统由两根平行的S形丈量管、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。
在丈量管对称位置上装有传感器，在这两点上丈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 无活动时位移传感器的输出当丈量管中流体不活动时，两根丈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。
科里奥利质量流量计
科里奥利质量流量计（CMF）
一、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。
CMF由流量传感器和转换器（或流量计算机）两部分组成。
二、优点：
1、直接测量质量流量，有很高的测量精确度。
2、可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体，含有固行物的浆液，
含有微量气体的液体，有足够密度的中高压气体。
3、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。
4、对应对迎流流速分布不敏感，因而无上下游直管段要求。
5、测量值对流体粘度不敏感，流体密度变化对测量值得值的影响微小。
6、可做多参数测量，如同期测量密度，并由此派生出测量溶液中溶质所含
的浓度。
三、缺点：
1、CMF零点不稳定形成零点漂移，影响其精确度的进一步提高，使得许多
型号仪表只得采用将总误差分为基本误差和零点不稳定度量两部分。
2、CMF不能用于测量低密度介质和低压气体；液体中含气量超过某一限制
（按型号而异）会显着著影响测量值。
3、CMF对外界振动干扰较为敏感，为防止管道振动影响，大部分型号CMF
的流量传感器安装固定要求较高。
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3旋转的系统中。
设旋转轴为X,与管的交点为0,由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度3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：8Fc = 2u)V6m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讣二、结构早期设计的科氏力质量流虽计的结构如图2所示。
将在山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。
山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儿种：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、Q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山两根平行的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3S 形质量流量计结构这种质量流量计的丄作原理及丄作过程，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。
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：
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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αt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。
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