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1、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
2、数量，迄1997年估计装用量在35004500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的质点以速度在对p轴作角速度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r，其量值等于2r，方向朝向P轴；2）、切向加速度t 即科里奥利加速度，其量值等于2，方向与r垂直。由于复合运动，在质点的t方向上作用着科里奥利Fc=2m，管道对质点作用着一个反向力-Fc= -2m。当密度为的流体在旋转管道中以恒定速度流动时，任何一段
3、长度x的管道都将受到一个Fc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m，m=A，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也可测量流体密度
4、。 CMF由流量传感器和转换器（或流量计算机）两部分组成，。图2为流量传感器一列一例，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A、检测测量管挠曲的光学检测探头或电磁检测探头B、修正测量管材料扬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。第三节 优点 CMF直接测量质量流量，有很高的测量精确度。 可测量流体范围广泛，包括高粘度液的各种液体、含有固形物的浆液、含有微量气体的液体、有足够密度的中高压气体。 测量管的振动幅小，可视作非活动件，测量管
5、路内无阻碍件和活动件。 对应对迎流流速分布不敏感，因而无上下游直管段要求。 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。 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。第四节 缺点 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。 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。 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。 不能用于较大管径，目前尚局限于150（200）mm以下。 测量管内壁磨损腐蚀或沉积结垢会影响测量精确度，尤其对薄壁管测量管的CMF更为显着。 压力损失较大，与容积式仪表相当，有些型号CMF甚至比容积式仪表大100%。 大部分型号CMF重量和体积较大。 价格昂贵。国外价格5000 10000美元一套，约为同口径电磁流量计的2 5倍；国内价格约为电磁流量计的2 8倍。