Micro Motion 科里奥利质量流量计原理介绍
艾默生质量流量计
流量管振幅
➢ 弯管振幅为0.8 mm ➢ 微弯管振幅为0.1 mm
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安装
应力 振动
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寿命
驱动频率
➢ 弯管驱动在80 - 180 Hz ➢ 直管/微弯管驱动在500 -1,000Hz
管壁
26
管径
仪表口径 3 4
德国公司(83F)
1.59(40.5mm) 2.01(51.20mm)
Micro Motion(CMF)
1.76(44.83mm) 2.874(73mm)
26
管径
CMF300
德国 83F(3)
德国
14.78m/s 0.066MP
17.85m/s 0.086MP
实际流量为107.64t/h
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内容
➢ 公司介绍 ➢ 什么是质量流量计 ➢ Micro Motion质量流量计产品系列 ➢ Micro Motion质量流量计的新功能
艾默生质量流量计
It is applicable to work report, lecture and teaching
我们的团队: 来自艾默生 Micro Motion流量部门
➢ 刘 红 流量部客户经理 ➢ 马 超 流量部销售工程师 ➢ 杨永健 市场部培训经理
内容
➢ 公司介绍 ➢ 什么是质量流量计 ➢ Micro Motion质量流量计产品系列 ➢ Micro Motion质量流量计的新功能
(CMF010 和 400) ➢ 材质 (Hastelloy 和
Inconel) ➢ 气体应用 ➢ 贸易交接
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灵敏度
Delta T = 流量
频率 = 密度
艾默生 Micro Motion (高准) 技术概述和规格汇总 产品说明书
产品样本PS-002538, Rev AA2023 年 2 月Micro Motion™ (高准) 技术概述和规格汇总2023 年 2 月高准产品艾默生世界领先的高准科里奥利流量和密度测量设备已为高级测量技术设立了标准。
高准做到了为应对多样化工艺挑战提供优异测量解决方案。
高准优势先进的技术高准致力于技术创新，为应对复杂测量问题提供高性能的解决方案。
广泛的产品范围高准提供种类广泛的流量和密度测量设备，可满足众多过程、应用或流体测量需要。
多种接液材料、管路尺寸以及宽范围的输出选项，以提供出色的系统集成。
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高准科里奥利流量和密度仪表2023 年 2 月产品样本32023 年 2 月流量和密度仪表规格表 1: 应用类型连续控制某些型号支持表 2: 测量精度液体质量流量±0.05%±0.05%±0.1%±0.2%±0.05%±0.50%±0.1%±0.1%±0.5%4Micro Motion (高准) 技术概述和规格汇总表 3: 功能表4: 接液材料表 5: 适于标准口径2023 年 2 月产品样本52023 年 2 月高准变送器和控制器6Micro Motion (高准) 技术概述和规格汇总2023 年 2 月产品样本72023 年 2 月变送器和控制器规格输出变量基于浓度的产品流量。
例如，在溶解糖溶液中，仅测量糖的流量；在纯油应用中，仅测量水或油。
现场显示8Micro Motion (高准) 技术概述和规格汇总2023 年 2 月电源输出®产品样本92023 年 2 月以太网输出通过使用高准 EtherNet/IP 模块。
(2)Ethernet/IP 模块不支持 1500 快速灌装以及 3500 和 3700 配料。
科里奥利质量流量计的选用
科里奥利质量流量计的选用科里奥利质量流量计（Coriolis Mass Flow Meter）是一种可以测量流体质量流量的仪器。
它基于科里奥利力的原理，通过测量流体在振动管中受到的惯性力来确定质量流量。
它的优点包括准确性高、可靠性好、适用范围广等。
在选用科里奥利质量流量计时，需要考虑以下几个方面。
首先，考虑流体的性质。
科里奥利质量流量计适用于液体和气体的测量，但不同的流体性质对于选型会有一定的影响。
比如，对于粘稠度较高的流体，需要选择相应的型号来满足要求，而对于易挥发性的液体，则需要考虑防爆性能。
其次，考虑流体流量范围。
科里奥利质量流量计适用于大范围的流量测量，但要根据实际的使用需求来选型。
需要考虑的因素包括最小流量、最大流量以及测量精度。
一般来说，较大的流量范围对于不同的应用是有好处的，但需注意较大流量范围的仪表通常会有较高的成本。
第三，考虑流体压力。
科里奥利质量流量计在一定的压力范围内可以正常工作，但对于高压或低压的工况，需要选择适合的型号。
特别是对于高压的应用，需要注意选择适应高压环境的仪器。
第四，考虑流体温度。
科里奥利质量流量计的工作温度范围相对较宽，但需要根据实际情况来选择。
特别是对于极低温或极高温的应用，要选择具有良好的温度稳定性的仪器。
第五，考虑安装方式。
科里奥利质量流量计可以采用直连式或者分离式安装方式。
直连式安装适用于流体流速较小的情况，而分离式安装适用于流体流速较大的情况。
在选择时需要根据实际情况进行考虑。
第六，考虑仪表准确度。
科里奥利质量流量计通常具有较高的准确度，但不同型号的仪表有不同的准确度等级。
在选用时需要根据实际要求确定准确度等级。
最后，还要考虑价格和厂家信誉度等因素。
科里奥利质量流量计作为高精度的测量设备，价格相对较高。
因此，在选用时需要根据预算进行考虑，并选择信誉度较高的供应商。
综上所述，科里奥利质量流量计的选用需要考虑流体性质、流量范围、压力、温度、安装方式、准确度、价格等多个因素。
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规程宣贯
JJG 1038-2008 主要内容
（3）检定环境条件 ➢ 环境温度一般为5℃～45℃
相对湿度一般为35%～９５% 大气压力一般为86kPa～106kPa ➢ 交流电源电压应为(220± 22)V,电源频率应为 (50±2.5)Hz,也可根据流量计的要求使用合适的 交流或直流电源(如24V直流电源)。 ➢ 外界磁场对流量计的影响可忽略。
JJG 1038-2008 主要内容
（2）检定用流体
➢ 检定用流体应是单相、清洁的,无可见颗粒、纤维等物质 。流体应充满管道及流量计。检定流体应与流量计测量流 体的密度、粘度等物理参数相接近。
➢ 检定用流体为天然气时,天然气气质至少应符合GB17820二 类气的要求, 天然气的相对密度为0.55～0.80。在检定过 程中,气体的组分应相对稳定。天然气取样按GB/T13609执 行,天然气组成分析按GB/T13610执行,天然气压缩因子的 计算按GB/T17747.2执行。
➢ 流量计进行后续检定时,需提供前次的检定证书。
JJG 1038-2008 主要内容
b）标识和铭牌
➢ 流量计上应有明显的流向标识。 ➢ 流量计应有铭牌。铭牌上一般应注明名称、型号
、出厂编号、测量介质、流量范围、标称直径、 准确度等级、最大工作压力、供电电压、流量传 感器材质、制造厂和制造日期、制造计量器具许 可证标志及编号、防爆等级(用于易燃易爆场合) 、防护等级。
JJG 1038-2008 主要内容
c）外观 ➢ 新制造的流量计应有良好的外观,表面色泽均匀,不得有毛
刺、划痕、裂纹、锈蚀、霉斑和剥落等现象。密封面应平 整,不得有损伤。 ➢ 流量计的焊接处应平整光洁,不得有虚焊、脱焊等 ➢ 流量计的接插件必须牢固可靠,不得因振动而松动或脱落 ➢ 流量计显示的数字、文字及符号应清晰、整齐。 ➢ 流量计按键应手感适中,没有粘连现象。
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。
科隆质量流量计简介PPT
（2）原理总结： 当测量管是空管，两个传感器检测到相 同的正弦波，无相位偏差；一旦满管工作 时，作用在流动介质中科氏力使测量管产生 形变，传感器检测到相位偏差，相位偏差和 质量流量成正比。
二、质量流量计类型及应用
二、质量流量计类型及应用
1.类型及结构：
转换器+传感器的组合； MFC300/010C型转换器可以自由组合OPTIMASS系列中的通用 设备；MFC400仅能用在OPTIMASS6000上。
（1）OPTIMASS 1000型：
OPTIMASS 1000型特点： 创新的双直测量管； 易于排污，易于清洗； 不受安装条件和工艺工程影响； 工作寿命长； 优化的分流器使压损降低； 高精度意味着优异的性价比； 数据冗余的模块化电子机芯-“即插即用”； 行业： 水和废水处理； 化学； 食品和饮料； 造纸和纸浆； 石化； 制药； 应用： 使用于所有标准应用可达到130°C； 卫生连接使其非常适用于食品/饮料应用。
二、质量流量计类型及应用
3.传感器类型及其应用：
（2）OPTIMASS 2000型：
二、质量流量计类型及应用
3.传感器类型及其应用：
（2）OPTIMASS 2000型：
OPTIMASS 2000型特点： 大流量测量； 新颖的直管测量设计：测量管口径大，流通能力优异； 易于排污，易于清洗； 可选伴热夹套； 高精度测量，适合贸易交接； 优化的分流器使压力损失降低； 模块化电子机芯的概念-电子部件和传感器易于替换； 超级双相钢材质提供最大180 barg的操作压力； 二级压力保护腔体爆破压力达到150 barg； 行业： 油气； 废水； 化工； 造纸和纸浆； 食品和饮料； 制药； 淡水； 应用： 大流量装车/卸车；体积及质量的贸易交接；大容量。
质量流量计测量原理
Time Time Time
在没有流量的情况下，入口和出口处检测线圈监测到的交流电信号是同 相位的。当有流量的时候，由于科里奥利作用，流量管产生扭曲，两端的 检测线圈输出的交流电信号存在相位差。流量越大，相位差就越大，而且 其相位差 T 与流量的大小成正比关系。这样，可以利用 T 作为质量流 量的标定系数，即可以用T 来表示每秒有多少克的流量流过。
在每个流量管上，均有一组磁铁 / 线圈组，我们称之为入口检测 线圈和出口检测线圈。由于相对 振动，线圈在磁铁的磁场做切割 磁力线的运动，在内部回路产生 交流电信号。该信号能准确地反 映线圈组间的相对位移和相对速 度。通过监测该交流信号，我们 可判断测量管的运行状态。
质量流量检测原理
mV mV mV
相位差与流量标定系数
2.9098 克/秒/微秒
密度测量原理
低密度 mV
高密度 mV
Time Time
按照弹性模数的理论，弹簧所悬挂物体的质量和它振动的频率 成反比。这一概念引入到流量管的振动，整体质量（测量管和内 部介质之和）越大，其振动频率就越小。通过检测已知密度（例 如标准状态下的水和空气）的介质流经测量管时的频率，可以得 到密度与频率之间的线性关系，然后通过振动频率换算到密度。
科里奥利质量流量计的工作原理
✓ 在双管型质量流量计当中，入口处 的分流管把流入的介质均等地一分为 二，送到两根测量管中，这样保证了 100%的介质流经测量管 ✓ 两根测量管由于驱动线圈的作用， 产生以支点为轴的相对震动。当测量 管中有流量时，产生如图所示的科里 奥利现象。
科里奥利质量流量计的工作原理