科氏力流量計該流(liu)量計是一種直接而(er)精(jing)密(mi)地測(ce)量流(liu)體質量流(liu)量的(de)新(xin)穎儀表(biao)，以結(jie)構主體采用兩根并排的(de)U形管(guan)，讓兩根管(guan)的(de)回彎部分(fen)相(xiang)向微微振(zhen)動起來，則兩側(ce)的(de)直管(guan)會(hui)跟著振(zhen)動，即它們會(hui)同(tong)(tong)時靠(kao)攏或同(tong)(tong)時張(zhang)開，即兩根管(guan)的(de)振(zhen)動是同(tong)(tong)步的(de)，對稱的(de)。

如果在管子同步振(zhen)動(dong)的同時，將流體(ti)導入管內(nei)，使之沿管內(nei)向前(qian)流動(dong)，則管子將強迫流體(ti)與之一起上下振(zhen)動(dong)。

流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)為(wei)了反(fan)(fan)抗(kang)這種(zhong)強(qiang)迫振(zhen)動(dong)(dong)，會給(gei)管(guan)子一個與其(qi)流(liu)(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)方向(xiang)垂(chui)直的(de)(de)(de)反(fan)(fan)作(zuo)(zuo)(zuo)用力，在這種(zhong)被(bei)叫做科里(li)奧(ao)利(li)效(xiao)應力的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用下(xia)，管(guan)子的(de)(de)(de)震動(dong)(dong)不(bu)同步了，入(ru)口(kou)段(duan)(duan)管(guan)與出口(kou)段(duan)(duan)管(guan)在振(zhen)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)時(shi)間先后商會出現(xian)差(cha)異，(差(cha)異是由于(yu)入(ru)口(kou)段(duan)(duan)和出口(kou)段(duan)(duan)流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)(liu)(liu)向(xiang)是相反(fan)(fan)的(de)(de)(de))，這叫做相位(wei)時(shi)間差(cha)。這種(zhong)差(cha)異與流(liu)(liu)(liu)(liu)過(guo)管(guan)子的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)(ti)質量(liang)(liang)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)成正比(bi)。如果通過(guo)電路能檢測出這種(zhong)時(shi)間差(cha)異的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)，則(ze)就能將質量(liang)(liang)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)給(gei)確定(ding)(ding)了。這種(zhong)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計被(bei)稱(cheng)作(zuo)(zuo)(zuo)科里(li)奧(ao)利(li)直接質量(liang)(liang)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計，它與世(shi)界(jie)上(shang)目前在用的(de)(de)(de)幾十種(zhong)常規容(rong)(rong)積(ji)式流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計的(de)(de)(de)zui大不(bu)同是它測的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)大小(xiao)(xiao)，使用的(de)(de)(de)單(dan)位(wei)是kg/h。用質量(liang)(liang)(如千(qian)克)作(zuo)(zuo)(zuo)單(dan)位(wei)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計比(bi)用容(rong)(rong)積(ji)(如立升或立方米)作(zuo)(zuo)(zuo)單(dan)位(wei)的(de)(de)(de)容(rong)(rong)積(ji)式流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)計要準確和恒定(ding)(ding)。因為(wei)質量(liang)(liang)是遵循守恒定(ding)(ding)律的(de)(de)(de)。

科氏力流量計的(de)(de)發(fa)明是科技(ji)界(jie)苦(ku)苦(ku)求(qiu)索幾(ji)十年的(de)(de)結果，它(ta)不但(dan)具有準確(que)性(xing)、重復性(xing)、穩定性(xing)，而且(qie)在(zai)(zai)流體(ti)通道內沒有阻流元件(jian)和可(ke)動(dong)部(bu)件(jian)，因而其可(ke)靠(kao)性(xing)好，使用壽命長，還能測(ce)量(liang)高(gao)粘度流體(ti)和高(gao)壓氣體(ti)的(de)(de)流量(liang)。現(xian)在(zai)(zai)汽車用的(de)(de)清潔(jie)燃料(liao)壓縮天(tian)然氣(CNG)的(de)(de)計(ji)量(liang)就是靠(kao)它(ta)測(ce)準的(de)(de)，而在(zai)(zai)石油(you)、化(hua)工(gong)(gong)、冶金、建材(cai)、造紙、醫藥(yao)、食品、生物(wu)工(gong)(gong)程(cheng)、能源、航天(tian)等工(gong)(gong)業部(bu)門，其應(ying)用也越(yue)來越(yue)廣泛(fan)。它(ta)的(de)(de)問世(shi)帶來了流體(ti)測(ce)量(liang)技(ji)術的(de)(de)一次深刻變革，被(bei)專(zhuan)家(jia)譽(yu)為是21世(shi)紀(ji)的(de)(de)主流流量(liang)計(ji)。

工作原(yuan)理和基(ji)本(ben)結構：當一(yi)個位(wei)于旋(xuan)(xuan)(xuan)轉系內的質(zhi)(zhi)點作朝向或者離開(kai)旋(xuan)(xuan)(xuan)轉中心的運動時，將產生(sheng)一(yi)慣(guan)性(xing)力。如圖6-1所示(shi)，當質(zhi)(zhi)量(liang)為(δm的質(zhi)(zhi)點以勻速(su)u在一(yi)個圍(wei)繞旋(xuan)(xuan)(xuan)轉軸P以角速(su)度ω旋(xuan)(xuan)(xuan)轉的管道內軸向移(yi)動時，這個質(zhi)(zhi)點將獲得兩個加(jia)速(su)度分量(liang):

(1)法向(xiang)(xiang)(xiang)加速(su)度ar(向(xiang)(xiang)(xiang)心加速(su)度)，其值等于(yu)ω2r，方向(xiang)(xiang)(xiang)指向(xiang)(xiang)(xiang)P軸。

(2)切(qie)向(xiang)加(jia)速度at(科(ke)里(li)奧(ao)利加(jia)速度)，其值等于2ωu，方向(xiang)與ar垂(chui)直(zhi)，正(zheng)方向(xiang)符(fu)合右手定(ding)則，如圖6-1所示。

為了使質點具有科里奧(ao)(ao)利加速(su)度at，需在at的(de)方(fang)向上(shang)(shang)加一個大(da)小等于2ωuδm的(de)力(li)(li)(li)，這(zhe)個力(li)(li)(li)來自(zi)管(guan)道(dao)壁面(mian)。反(fan)作用于管(guan)道(dao)壁面(mian)上(shang)(shang)的(de)力(li)(li)(li)就是流(liu)體施加在管(guan)道(dao)上(shang)(shang)的(de)科里奧(ao)(ao)利力(li)(li)(li)Fc。

方向與αt相反(fan)。

從(cong)圖6-1可(ke)以看出，當密度(du)(du)為(wei)ρ的(de)(de)流(liu)體以恒定流(liu)速u沿圖6-1所示的(de)(de)旋轉管流(liu)動(dong)時，任一段長度(du)(du)ΔX的(de)(de)管道都(dou)將受到(dao)一個大小為(wei)ΔFe的(de)(de)切向科里奧(ao)利力:

式中，A為(wei)管道(dao)內截面積(ji)。由于質量流量qm=ρuA，因此:

基于(yu)上式(shi)，只(zhi)要能直接或者間接地測量(liang)(liang)(liang)出在旋(xuan)轉(zhuan)管道中流(liu)動(dong)的(de)流(liu)體作用于(yu)管道上的(de)科里奧利(li)力，就可(ke)以測得流(liu)體通過管道的(de)質量(liang)(liang)(liang)流(liu)量(liang)(liang)(liang)。

在過(guo)程工業應用中，要使(shi)流(liu)(liu)體(ti)通過(guo)的(de)(de)管(guan)道(dao)圍繞(rao)P軸以角速度ω旋轉顯然是不(bu)切合實(shi)際的(de)(de)。這也是早期(qi)的(de)(de)質量(liang)流(liu)(liu)量(liang)計(ji)始終未能走(zou)出實(shi)驗室的(de)(de)根本(ben)原因。經過(guo)幾十(shi)年的(de)(de)探索，人(ren)們終于發(fa)現，使(shi)管(guan)道(dao)繞(rao)P軸以一定(ding)頻(pin)率(lv)上下振動(dong)(dong)，也能使(shi)管(guan)道(dao)受到科里奧利力的(de)(de)作用。而(er)且，當(dang)充滿(man)流(liu)(liu)體(ti)的(de)(de)管(guan)道(dao)以等(deng)于或接近于其自振頻(pin)率(lv)振動(dong)(dong)時，維持管(guan)道(dao)振動(dong)(dong)所需的(de)(de)驅動(dong)(dong)力是很小的(de)(de)。從(cong)而(er)從(cong)根本(ben)上解決了CMF的(de)(de)結構問題。為CMF的(de)(de)迅速商用化打下了基礎。

經過近二十年的(de)發展，以科里奧利(li)力(li)為(wei)原(yuan)理(li)而設計(ji)的(de)質量流量計(ji)已有多種形式。根據檢測管(guan)的(de)形狀(zhuang)來(lai)分，大體上可以歸納為(wei)四類，即(ji):直管(guan)型(xing)和彎管(guan)型(xing);單(dan)管(guan)型(xing)和多管(guan)型(xing)(一般為(wei)雙(shuang)管(guan)型(xing))。

彎管(guan)(guan)型檢測管(guan)(guan)的(de)儀(yi)(yi)(yi)表(biao)管(guan)(guan)道(dao)剛度低，產(chan)生信(xin)號(hao)(hao)相對較(jiao)大，技術也相對成(cheng)熟。因為(wei)自振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率也低(80-150Hz)，可以(yi)采用較(jiao)厚的(de)管(guan)(guan)壁，儀(yi)(yi)(yi)表(biao)耐(nai)(nai)磨(mo)、耐(nai)(nai)腐蝕性能較(jiao)好，但(dan)易(yi)存積(ji)氣體和(he)殘(can)渣引起附加誤差切對安裝空間有要求。直管(guan)(guan)型儀(yi)(yi)(yi)表(biao)不易(yi)存積(ji)氣體，流量(liang)傳感(gan)器尺寸小(xiao)，重(zhong)量(liang)輕。但(dan)自振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率高(gao)(gao)信(xin)號(hao)(hao)不易(yi)檢測，為(wei)使自振(zhen)(zhen)頻(pin)(pin)率不至于(yu)太高(gao)(gao)，往往管(guan)(guan)壁做得較(jiao)薄，易(yi)受磨(mo)損和(he)腐蝕。單管(guan)(guan)型儀(yi)(yi)(yi)表(biao)不分(fen)流，測量(liang)管(guan)(guan)中流量(liang)處(chu)處(chu)相等(deng)，對穩定(ding)零點(dian)有好外，也便(bian)于(yu)清洗，但(dan)易(yi)受外界振(zhen)(zhen)動的(de)干(gan)擾，僅(jin)見(jian)于(yu)早期的(de)產(chan)品和(he)一些小(xiao)口(kou)徑(jing)儀(yi)(yi)(yi)表(biao)。雙管(guan)(guan)型儀(yi)(yi)(yi)表(biao)既實現了(le)(le)雙管(guan)(guan)相位差的(de)測量(liang)，也增(zeng)了(le)(le)大信(xin)號(hao)(hao)增(zeng)強(qiang)了(le)(le)線性，同時(shi)降低外界振(zhen)(zhen)動干(gan)擾的(de)影響。

科氏力流量計優點：

科(ke)里奧利質量(liang)流(liu)量(liang)計直(zhi)接(jie)測(ce)量(liang)質量(liang)流(liu)量(liang)，有(you)很高的測(ce)量(liang)精確度。

可測量流(liu)體范圍廣(guang)泛，包括高(gao)粘度(du)液(ye)的(de)各種(zhong)液(ye)體、含有固形(xing)物的(de)漿液(ye)、含有微量氣體的(de)液(ye)體、有足夠密度(du)的(de)中高(gao)壓氣體。

測(ce)量管的振動(dong)幅小，可視作(zuo)非活動(dong)件，測(ce)量管路內*件和活動(dong)件。

對應對迎流流速分(fen)布不敏感，因而無(wu)上下游直管段要(yao)求(qiu)。

測量值對流體粘(zhan)度不(bu)敏感，流體密度變化對測量值得(de)值的影響微(wei)小(xiao)。

可(ke)做多參數測(ce)(ce)量(liang)，如同期測(ce)(ce)量(liang)密度，并由此派生出測(ce)(ce)量(liang)溶液中溶質(zhi)所(suo)含的(de)濃度。

為(wei)了使科里(li)奧利(li)質量流量計能正常、安全(quan)和高性能地工作，正確地安裝(zhuang)和使用是非常重要。這(zhe)里(li)包(bao)括機械安裝(zhuang)、電氣(qi)安裝(zhuang)和使用維護。

(1)安裝

機械安裝(zhuang)應注意(yi)這(zhe)樣幾個問題:

a.流(liu)量(liang)傳感器應(ying)安(an)裝在(zai)一個(ge)堅固(gu)的(de)基(ji)礎上(shang)。內徑(jing)小于10mm的(de)小口(kou)徑(jing)質量(liang)流(liu)量(liang)計(ji)安(an)裝在(zai)平衡堅硬和(he)無振(zhen)動(dong)的(de)底面(mian)上(shang)，如墻面(mian)、地面(mian)或專門的(de)基(ji)礎。如果在(zai)高振(zhen)動(dong)環境(jing)使用(yong)，應(ying)注(zhu)意對基(ji)礎的(de)振(zhen)動(dong)吸收，而且傳感器進出口(kou)與管道之間(jian)應(ying)用(yong)柔性管道連接;較大(da)口(kou)徑(jing)的(de)流(liu)量(liang)計(ji)直接安(an)裝在(zai)工藝(yi)管道上(shang)，應(ying)用(yong)管卡和(he)支撐(cheng)物將流(liu)量(liang)計(ji)牢牢地固(gu)定。

b.為防止(zhi)CMF間的相互(hu)影響(xiang)，在多臺流量計串(chuan)聯(lian)或并聯(lian)使用時，各流量傳(chuan)感器(qi)之間的距離應足夠遠，管(guan)卡和支撐物應分別設置(zhi)在各自獨立基礎上(shang)。

C為保(bao)證使(shi)用時流(liu)量(liang)(liang)(liang)傳感(gan)器(qi)內不(bu)會存積氣體或(huo)(huo)液(ye)(ye)(ye)體殘值，對于(yu)彎管(guan)型流(liu)量(liang)(liang)(liang)計，測(ce)量(liang)(liang)(liang)液(ye)(ye)(ye)體，彎管(guan)應朝下，測(ce)量(liang)(liang)(liang)氣體時，彎管(guan)應朝上(shang)。測(ce)量(liang)(liang)(liang)漿液(ye)(ye)(ye)或(huo)(huo)排(pai)放液(ye)(ye)(ye)時，應將(jiang)傳感(gan)器(qi)安裝在垂直(zhi)管(guan)道，流(liu)向由(you)下而上(shang)。對于(yu)直(zhi)管(guan)型流(liu)量(liang)(liang)(liang)計，水平安裝時應避免(mian)安裝在zui高點(dian)上(shang)，以免(mian)氣團存積。連接傳感(gan)器(qi)和工藝(yi)管(guan)道時，一定要(yao)做到無應力安裝，特別對某些直(zhi)管(guan)型測(ce)量(liang)(liang)(liang)管(guan)的流(liu)量(liang)(liang)(liang)傳感(gan)器(qi)更應注意。

(2)使用和維護

①流(liu)(liu)量(liang)計零點調(diao)整(zheng)。待流(liu)(liu)量(liang)傳感(gan)器(qi)(qi)充(chong)滿(man)被測流(liu)(liu)體后關閉傳感(gan)器(qi)(qi)下游閥門，在(zai)接近工作溫(wen)度的條(tiao)件下調(diao)整(zheng)流(liu)(liu)量(liang)計的零點。調(diao)整(zheng)零點時保(bao)證下游閥門*關閉，確認(ren)不泄(xie)漏流(liu)(liu)體是非常重要的。如果調(diao)零時閥門存在(zai)泄(xie)漏，將會給整(zheng)個測量(liang)帶(dai)來很(hen)大誤差(cha)。

②設置流(liu)量(liang)和密(mi)度校(xiao)準(zhun)系(xi)數。正確設置流(liu)量(liang)和密(mi)度校(xiao)準(zhun)系(xi)數流(liu)量(liang)計(ji)的(de)工(gong)作十分重要(yao)。流(liu)量(liang)校(xiao)準(zhun)系(xi)數代表(biao)傳感器(qi)的(de)靈敏(min)度及流(liu)量(liang)溫度系(xi)數，靈敏(min)度表(biao)示(shi)每微秒(miao)時(shi)差測量(liang)多大的(de)流(liu)量(liang)。

(單(dan)位往往為克/秒(miao));流量(liang)(liang)溫(wen)(wen)度系數(shu)表示傳(chuan)感器彈性模量(liang)(liang)受溫(wen)(wen)度的(de)(de)影響程度。這些與流量(liang)(liang)計的(de)(de)測量(liang)(liang)準確(que)度都(dou)有(you)直接(jie)關系，密(mi)度校(xiao)準系數(shu)代表傳(chuan)感器在0℃下管內為空(kong)氣(qi)和管內為水時的(de)(de)自(zi)振(zhen)周期(單(dan)位往往為微秒(miao))及密(mi)度溫(wen)(wen)度系數(shu)，顯然(ran)這些與測量(liang)(liang)密(mi)度的(de)(de)準確(que)度直接(jie)相關。

③使(shi)用中維護流量計正常工作(zuo)(zuo)。及(ji)時發現故(gu)障和(he)排除故(gu)障對流量計正常工作(zuo)(zuo)很重要，實際(ji)工作(zuo)(zuo)中常見的有(you)以下(xia)幾種故(gu)障情況:

a.無輸出(chu):指(zhi)有流量通過傳(chuan)感器而(er)傳(chuan)感器沒有信號輸出(chu);

b.輸(shu)出不變(bian)化:雖然流量變(bian)化了，但輸(shu)出保持(chi)不變(bian);

c.輸出(chu)不正(zheng)常，輸出(chu)隨意變(bian)(bian)化，與流量(liang)的變(bian)(bian)化無(wu)關，即輸出(chu)反常;

d.斷續(xu)(xu)地有輸(shu)出:斷續(xu)(xu)輸(shu)出，開始和(he)結束(shu)都無規律，但(dan)當有輸(shu)出時，輸(shu)出信號能正確反映

流量大小。

以上故障狀態應(ying)仔細檢查排除，必要時應(ying)請制造廠家維修服務。