科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性18466
科氏力质量流量计
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基础知识
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为什么要测量质量?
基础知识 测量原理 产品系列 高级功能
选型 安装 行业应用介绍
质量 1 体积 1
温度/ 压力 体积 1 体积 2 质量 1 = 质量 2
应用
计量交接: 除水以外液体
(OIML R117)
灌装
CNG / LPG
小口径 OEM客户
2线制场所
传感器型号
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Promass F sensor
应用首选
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Promass 80/83 F: 通用测量方案
对流体流速分布不敏感，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。
易使用 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 高精度
2019/9/9 Flow Team
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质量流量计量的局限
基础知识 测量原理 产品系列 高级功能
专利平衡系统： TMB™ • 无须其他安装附件 • 不受外部震动的干扰
全焊接结构： • 无密封垫圈: 减少泄漏的可能性 • 降低维修成本
测量管材料：钛 • 抗高腐蚀性流体
Promass I: 焊接的过程连接
基础知识
测量原理
产品系列
高级功能
DIN 11851
选型
安装
行业应用介绍
SMS 1145
2019/9/9 Flow Team
科里奥利质量流量计
优点与缺点
优点
缺点
优点
科里奥利质量流量计直接测量质量流量，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。
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科里奥利质量流量计更为显着。 压力损失较大，与容积式仪表相当，有些型号科里奥利质量流量计甚至比容积式仪表大100%。 大部分型号科里奥利质量流量计重量和体积较大。 价格昂贵。国外价格5000 ～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。
ห้องสมุดไป่ตู้
基本介绍
基本介绍
流体为了反抗这种强迫振动，会给管子一个与其流动方向垂直的反作用力，在这种被叫做科里奥利效应力的 作用下，管子的震动不同步了，入口段管与出口段管在振动的时间先后上会出现差异，（差异是由于入口段和出 口段流体流向是相反的），这叫做相位时间差。这种差异与流过管子的流体质量流量的大小成正比。如果通过电 路能检测出这种时间差异的大小，则就能将质量流量的大小给确定了。这种流量计被称作科里奥利直接质量流量 计，它与世界上目前在用的几十种常规容积式流量计的最大不同是它测的质量的大小，使用的单位是kg/h。用质 量（如千克）作单位的流量计比用容积（如立升或立方米）作单位的容积式流量计要准确和恒定。因为质量是遵 循守恒定律的。
科氏流量计原理
科里奥利多参数测量能力
核心处理器
4芯电缆（〈=300）
科氏力流量计零位漂移的原因
• 在质量流量计的传感器中，振动管一般都采用双管，在驱 动线圈的激励下，两管发生振动。当有流体流过时，两管 因科氏加速度而产生的作用力方向相反，因而发生扭曲。 流量越大，扭曲便越厉害，相位差也越大。通过电路的检 测、变换和放大计算得流体流量。 由于两管在焊接或螺钉连接时存在差异，以及振动管的 刚度、双管谐振频率的不一致和材料的内衰减等因素，造 成了测量管机械振动的不对称，所以当流体的流量和粘度 发生变化时，仪表中的结构不平衡便会造成零位漂移。即 使空管时将双管的谐振频率调整一致，有流体流过时仍然 会有零位漂移。
U形管流量计原理
• 上图为U形管式科氏力质量流量计的原理图。U形管的两 个开口端固定，流体由此流入和流出。U形管顶端装有电 磁激振装置，用于驱动U形管，使其垂直于U形管所在平 面的方向，以O-O为轴按固有频率振动。U形管的振动迫 使管中流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，此 时流体将受到科氏力的作用，同时流体以反作用力作用于 U形管。由于流体在U形管两侧的流动方向相反，所以作 用于U形管两侧的科氏力大小相等方向相反，从而使U形 管受到一个力矩的作用，管端绕R—R轴扭转而产生扭转 变形，该变形量的大小与通过流量计的质量流量具有确定 的关系。因此，测得这个变形量，即可测得管内流体的质 量流量。
另外安装中还需
科氏质量流量计.
三、科氏质量流量计的优劣势
缺点：
1.零点不稳定形成零点漂移，影响其精确度。 2.不能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.对外界振动干扰较为敏感，因而对流量传感器安装 固定要求较高 4.不能用于较大管径，目前尚局限于200mm以下 5.测量管内壁磨损腐蚀或沉积结垢会影响测量精确度 6.压力损失、重量、体积较大，价格昂贵
驱动线圈组
连接传感器与变送 器，提供流量管的 振动动力，传输信 号数据
检测线圈组 温度探测装置 (RTD) 变送器处理来自流量管 的信号，并对流量管的 振动状态进行监控
流量管 管线接口
三、科氏质量流量计的优劣势
优点：
1.直接测量质量流量，有很高的测量精确度 2.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 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，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
六、科氏质量流量计的故障排除
4.流量变送器的故障信息 4.1 密度超限 如完成上述各项检查后，流量变送器仍有“Densitv Overrang ”（密度超限），可适当考虑是否传感器测量 了易腐蚀或易凝固的介质，造成流量管堵塞，可采用蒸汽、 水或洗涤化学品清洗流体管道。 4.2 流量变送器故障 如流量变送器显示出“Xmtr Failed”（流量变送器硬件 故障）、“EPROM Error”（EPROM校验故障）、 “RAMError”（RAM诊断故障）、“RTI Error”（实时 中断故障），则都是流量变送器出现故障，需要返回厂家。
科氏质量流量计
如流量变送器显示“Power Reset”，则可能是流量变送器电源故障、 流量变送器供电电压过低，或是在流量变送器重新上电时出现，循环 一遍流量变送器显示项即可消除。
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谢谢 ！ (xi总结
科氏质量流量计。安装在传感器器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度 。1.零点不稳定形成零点漂移，影响其精确度。3.对外界振动干扰较为敏感， 因而对流量传感器安装固定要求较高。诊断程序应在大约30 秒钟内完成，LED 状态灯将在诊断程序完成后变绿并开始闪烁。使用选择SELECT可选择当前选项 。或等待显示(xiǎnshì)超时并返回显示(xiǎnshì)过程变量数据。如果这些读数稳定 ，则检查 活动零点或现场校验零点值。谢谢
CMFHC2G 流量传感器
毫安输出(4-20 mA)
2700R12A 流量变送器
频率/脉冲输出 (0-10 kHz)
外围设备
hart375 现场手操器
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外围设备
各种 流量传感器 (ɡè zhǒnɡ)
共二十八页
各种 流量变送器 (ɡè zhǒnɡ)
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二、科氏质量(zhìliàng)流量计的工作原理
• 3.1流量计调零前准备 • a. 流量计通电后，至少预热 20 分钟。 • b. 使过程流体流过传感器，直到传感器温度达到正
常的工艺操作温度。 • c. 关闭传感器的下游阀以切断通过传感器的流量，如
果可能(kěnéng)也关闭传感器的上游阀门。 • d. 确认已切断通过传感器的流量，已充满过程流体
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六、科氏质量流量计的故障(gùzhàng)排除
4.3 流量变送器没被组态
如果流量变送器显示“Not Configured”（没被组态），则表示流 量变送器被进行了主复位，需对流量变送器进行全面的特性化设置和 重新(chóngxīn)组态。
科氏质量流量计结构
科氏质量流量计结构科氏质量流量计是一种常用的流量测量仪表，广泛应用于工业生产过程中的流体流量测量。
其结构设计精巧，能够准确测量流体的质量流量，具有较高的测量精度和稳定性。
科氏质量流量计的结构主要包括传感器、转换器和显示器三部分。
传感器是流量计的核心部件，负责感知流体的流动情况，并将其转化为电信号。
传感器通常采用热敏电阻或热电偶来测量流体的温度差异，从而间接测量流体的质量流量。
转换器是将传感器输出的电信号转换为标准的电流信号或数字信号的装置，以便于后续的处理和显示。
显示器则是将转换后的信号进行处理，并以数字或图形的形式直观地显示出流体的质量流量。
科氏质量流量计的工作原理是基于流体传热的原理。
当流体通过传感器时，流体的热量会与传感器表面进行传递。
传感器上有两个温度传感器，一个称为加热器，另一个称为测温器。
加热器通过电流加热，使其温度高于流体温度；而测温器则通过测量流体传热后的温度变化来得到流体的质量流量。
由于流体的流速与传热量有关，因此通过测量加热器和测温器之间的温度差异，可以间接地测量流体的质量流量。
科氏质量流量计具有许多优点。
首先，它可以对流体进行非接触式测量，不受流体压力、密度和温度的影响，具有较高的测量精度。
其次，科氏质量流量计的响应速度快，可以实时监测流体的质量流量变化。
此外，它还具有较大的测量范围和较低的能耗，适用于各种不同流体的测量。
科氏质量流量计在工业生产中有着广泛的应用。
例如，在化工生产过程中，科氏质量流量计可以用于测量各种液体和气体的流量，用于控制生产过程中的物料投放和排放。
在石油和天然气行业，科氏质量流量计可以用于测量原油、天然气和石油产品的流量，用于计量和控制生产过程中的流体流量。
此外，科氏质量流量计还可以应用于食品、制药、冶金和能源等领域的流体流量测量。
科氏质量流量计是一种常用的流量测量仪表，具有结构简单、测量精度高、稳定性好等优点。
它的工作原理基于流体传热，能够准确测量流体的质量流量。
科氏质量流量计介绍
科氏质量流量计介绍科氏质量流量计是一种用于精确测量流体质量流量的仪器。
相比于传统的体积流量计，科氏质量流量计通过测量流体的质量变化来计算流体的质量流量，具有更高的准确性和稳定性。
科氏质量流量计广泛应用于工业生产过程中，特别是对流体质量流量进行控制和计量的场合。
科氏质量流量计的工作原理是基于科氏效应。
当流体通过科氏质量流量计的传感器装置时，会在装置中产生震荡。
这种震荡会改变装置上两个振动管的共振频率。
根据科氏质量流量计的设计和构造，探测系统可以观察到这种频率变化，并将其转化为流体的质量流量值。
科氏质量流量计的结构通常由两个装置组成：传感器装置和转换装置。
传感器装置由两个平行排列的U型震荡管组成。
流体通过这两个管道之间的空间，使得震荡管在频率上产生变化。
传感器装置可以灵活地安装在各种类型的管道上，便于测量不同流体的质量流量。
转换装置通常由放大器、滤波器和计算器等元件组成。
它主要负责将传感器装置的输出信号进行处理，并将其转换为质量流量值显示或输出给控制系统。
科氏质量流量计的优点之一是其高度准确的测量性能。
传统的体积流量计通常受到温度、压力和流体变化等因素的影响，从而导致测量结果的不准确。
科氏质量流量计则通过直接测量流体的质量变化，可以准确地测量流体的质量流量，无论流体的密度和粘度如何改变。
此外，科氏质量流量计还具有快速响应的特点。
由于其结构简单、体积小，它可以迅速适应流体流量的变化，实现实时的质量流量测量和控制。
此外，科氏质量流量计还具有良好的可靠性和耐久性。
传感器装置采用高强度的材料制造，可以耐受高流速和高压力的环境。
其内部没有移动部件，因此不易磨损或损坏。
这使得科氏质量流量计具有长寿命和高可靠性的特点，可以在恶劣的工作条件下稳定运行。
总的来说，科氏质量流量计是一种可以准确、快速地测量流体质量流量的仪器。
它具有高度准确的测量性能、快速响应、广泛的适用性和良好的可靠性等特点。
随着工业自动化水平的提高，科氏质量流量计在工业生产流程中的应用也越来越广泛。
科氏力质量流量计的工作原理及特点
科氏力质量流量计的工作原理及特点1、科氏力质量流量计的工作原理U型管科氏力质量流量计在石油化工生产装置中应用最广泛。
科氏力质量流量计是以科里奥利效应为工作原理，是一种利用流体在振动管中流动，从而产生与质量流量成正比的科氏力的原理，制作而成的一种直接测量管道内介质流量的测量仪表，科氏力质量流量计主要是由变送器与传感器两个部分组成。
主体上的传感器通过法兰与管道连接，用于对介质流量信号的检测；而表头部分的变送器带有微处理器功能，主要用于传感器驱动，以及对传感器传来的信号进行转换输出，最终实现远传到控制系统。
在科氏力质量流量计的流量管中设置了温度电极，用于测量流体介质的温度。
U型管科氏力质量流量计的基本结构比较复杂，如图1所示：流量计的测量管是由两根平行的U型管组成，流体介质从U型管的一端流入，从U型管的另一端流出。
电磁激振装置安装在U形管顶端，而驱动器由永久磁铁与激振线圈组成，用于驱动U形管，使U 形管按固有频率垂直于管道振动。
在U型管的两个直管管端处分别设有一个检测器，检测器能够检测U形管管端的位移情况，并监控驱动器的振动情况，检测器测量出两个U形振动管之间存在的振动时间差，然后，测量信号传输到转换器，通过转换器测出流经传感器的流体介质的质量流量，达到流量计量的目的。
2、科氏力质量流量计的特点（1）在石油化工生产装置中，科氏力质量流量计主要用于直接测量工艺管道内流体介质的质量流量，以及流体介质的密度，并通过带有微处理器功能的变送器进行远程信号传输。
（2）科氏力质量流量计的计量精度极高，其计量精度在0.2%～0.1%，并具有较好的耐低温性能。
（3）科氏力质量流量计在石油化工生产装置中的应用范围比较广泛，主要用于测量工艺管道中流经的各种单独介质的流体、各种浆液、非牛顿流体、有足够密度的中高压气体、高黏度流体、含有微量气体的液体、悬浮液等，能够充分满足石油化工生产装置对质量流量的计量要求。
但是，不能用于测量管道中流经的密度太低的低压气体等流体介质，当工艺管道中流体介质中含有气体时，在含气量超过某一值时，会明显地影响科氏力质量流量计的测量值，导致测量结果不准确，因此，科氏力质量流量计不能用于气液二相流的测量。
简述科氏力式质量流量计工作原理及其特点
简述科氏力式质量流量计工作原理及其特点
科氏力式质量流量计是一种基于弹簧平衡原理的质量流量计，其工作原理为通过测量流体通过测量管产生的科氏力来确定流体的质量流量。
该种流量计的测量原理是在流体通过流量计时，流体会在流量计的装置中发生离心作用，使装置产生转动。
转动的角度和角速度与流体的质量流量成正比。
科氏力式质量流量计的主要特点如下：
1. 高精度：科氏力式质量流量计可以提供非常高的测量精度，尤其适用于需要高精度流量测量的应用场合。
2. 宽测量范围：科氏力式质量流量计适用于多种流体介质的测量，可以覆盖较大的测量范围。
3. 无压力损失：科氏力式质量流量计的装置设计合理，流体通过时几乎没有压力损失，保证了流体的正常运行。
4. 不受流体影响：科氏力式质量流量计的测量结果不受被测流体的温度、压力、粘度等因素的影响。
5. 耐久性强：科氏力式质量流量计采用耐腐蚀材料制成，能够在恶劣环境条件下正常工作，并具有较长的使用寿命。
6. 易于维护：科氏力式质量流量计结构简单，维护方便，不需
要频繁的校准和调整。
综上所述，科氏力式质量流量计具有高精度、宽测量范围、无压力损失、不受流体影响、耐久性强以及易于维护等特点，广泛应用于化工、医药、石油、食品等领域的流量测量。
工作压力对科氏力质量流量计的影响
工作压力对科氏力质量流量计的影响一、科氏力质量流量计的工作原理科氏力质量流量计是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理，以质量流量测量为目的的质量流量计。
一般由传感器和变送器组成。
如图一所示。
当质量为δm的流体质点，以速度V 沿管道AB 运动，同时，管道AB 又以A 点为圆心以角速度Ω转动，当该质点做上述复合运动时，在任意一点M 处，质点具有两个加速度分量：向心加速度ar, 方向指向A 点；科氏加速度ak,方向向上，量值为2ΩV。
为使流体质点具有科氏加速度，需要在ak 方向施加一个大小等于2ΩVδm的力，这个力来自管道，而流体质点反作用于管道上的力就是科氏力Fc，方向如图所示。
Fc=2ΩVδm(1) 如图二所示，若流体密度为ρ，以速度V 沿管道AB 流动，设管道横截面积为S，则任一段长度为△X 管道上的科氏力△Fc 为：Fc= -△mak (2) 式中△m 为长度△X 管道中的流体质量。
△m=ρS△X △Fc=-2ρS△X(Ω×V)(3) 由于上述管道中的流体，其Ω与V 的夹角为90oC，质量流量qm=ρSV,有：qm=△Fc/2Ω△X (4) 从式(4)中可以看出，测量在旋转管道中流体的科氏力就可以直接测得质量流量。
在实际应用中使测量管道做简谐振动，用振动的方式代替旋转的方式，利用电磁或光电的检测器检测科氏力对振动的影响从而测得管道中的质量流量。
按照传感器测量管的形状，质量流量计分为直管型和弯管型两大类。
直管型一般尺寸较小，不易积气，易于清洗，但由于其振动系统刚度大，谐振频率高，相位差小，电信号处理较困难。
为了降低谐振频率，管壁必须较薄，而较薄的管壁会使耐磨性和抗腐蚀性变差。
弯管型的振动系统刚度较低，电信号容易处理，可选用较厚的测量管壁，其耐磨性和抗腐蚀性较好，但由于形状复杂，容易积存残渣和气体，引起误差，结构尺寸也较大。
从式(4)中还可以看出，质量流量并不受。
科氏流量计原理
另外安装中还需
仪表状态显示
谢谢！
?9芯电缆信号直接输入到9芯变送器中?9芯电缆信号接到远端核心处理器再接到4芯mvd变送器9芯电缆最远20米频率毫安触点输出触点输入现场总线4芯电缆300安装灵活性核心处理器核心处理器和变送器一体科氏力流量计零位漂移的原因?在质量流量计的传感器中振动管一般都采用双管在驱动线圈的激励下两管发生振动
科里奥利多参数测量能力
U形管流量计原理
• 上图为U形管式科氏力质量流量计的原理图。U形管的两 个开口端固定，流体由此流入和流出。U形管顶端装有电 磁激振装置，用于驱动U形管，使其垂直于U形管所在平 面的方向，以O-O为轴按固有频率振动。U形管的振动迫 使管中流体在沿管道流动的同时又随管道作垂直运动，此 时流体将受到科氏力的作用，同时流体以反作用力作用于 U形管。由于流体在U形管两侧的流动方向相反，所以作 用于U形管两侧的科氏力大小相等方向相反，从而使U形 管受到一个力矩的作用，管端绕R—R轴扭转而产生扭转 变形，该变形量的大小与通过流量计的质量流量具有确定 的关系。因此，测得这个变形量，即可测得管内流体的质 量流量。
同时三个独立的过程变量
直接 质量流量
在线 密度
温度
பைடு நூலகம்理
科里奥利质量流量计（简称科氏力流量计）是一种利用流体在振动管中 流动而产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理来直接测量质量流量 的仪表 。 科氏力流量计结构一般由振动管、转换器和显示器。振动管（测量管道） 为敏感器件，形状有U形、直管形，测量管数量有单管式和双管式，但 基本原理相同。下面以U形管质量流量计为例说明。
单管和双管质量流量计的优缺点
• 单管不用分流，零点稳定，容易受外来振 动的影响。 • 双管不易受外来影响的干扰，需将流体分 流，当分流不均时会造成零点漂移。
质量流量计介绍
– 工艺连接 – 接液材质 – 外壳材料 – 工艺温度 – 环境温度
1) [in preparation]
Flanges DIN ANSI, Tri-Clamp, Food Industry Fitting DIN 11851 Wetted parts in Cr Ni 1.4571/316Ti or Hastelloy C4 Cr Ni 1.4301/ 304 -50°C to 180°C -25°C to 60°C
ABB Automation
TRIO-MASS 一体和分体质量流量计
带DSP信号转换器
•精度
质量流量 ± 0,40 % of rate / ± 0,01% of Qmax ± 0,25 % of rate / ± 0,02% of Qmax ± 0,15 % of rate / ± 0,02% of Qmax 密度 ± 0,005 kg/l (correspond 0,5% / 5g/l) ± 0,001 kg/l (correspond 0,1% / 1g/l) ± 0,0005 kg/l (Field-Density-Equalize / 0,5g/l) 体积流量 ± 0,20 % of rate / ± 0,01% v.Qnenn (with Field-Density-Equalize)
flowmeter primary should be avoided
– for fluids with gas content a vertical
installation is recommended
– zero adjustments under operation
conditions (completely filled meter, gas, operating temperature)
科氏力质量流量计
科氏力质量流量计科氏力质量流量计又称科氏力质量流量计，是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理，以质量流量测量为目的的质量流量计，一般由传感器和变送器构成。
目录科氏力质量流量计缺点信号特性密度测量原理传感器内是U 型流量管质量流量测量原理科氏力质量流量计缺点1）不能用于测量密度太低的流体介质，如低压气体；液体中含气量超过某一值时会显著地影响测量值，到目前为止还没有用CMF成功地测量气液二相流的实际例子。
2）对外界振动干扰较敏感，为防止管道振动的影响，大多数CMF 的流量传感器对安装固定有较高要求。
3）不能用于大管径流量测量，目前还局限于DNISO—DN200mm以下4）测量管内壁磨损腐蚀或沉积结垢会影响测量精度，尤其对薄壁测量管的CMF更为显著。
5）大部分型号的CMF有较大的体积和重量。
压力损失也较大。
6）价格昂贵，约为同n—径电磁流量计的2一5倍或更高。
10.1.3科里奥利质且流f计的应用完管CMF有很多极为宝贵的优点，从侧量原理上看也己比较完善，但由于这种流量计真正得到商用化的时间较短，在应用中目前还存在一些问题和不足之处。
近年来，虽然有些问题经各制造厂家的不断努力，已获得肯定程度的解决，但还有很多问题月前还没法从根本上解决，甚至人们对有些问题的认得还不够。
归纳起来有以下几个方面I.零位漂移问题零位漂移也称零点稳定性，CMF的零点稳定性始终是一个人们特别关注的问题，现在还很难从理论上分析产生零位漂移的真正原因。
从工作原理上看，CMF的特性好像并不受流体特性、流量计结构和安装方式等的影响，但是，大量的应用实践表明事实并非如此。
分析其原因.重要是由于在工作原理的理论模型中有微小振幅貌似和无衰减貌似。
机械振动的非对称性和襄减可能是导致仪表零漂的两个根本原因。
在CMF的应用实践中，边界条件的非对称性是客观存在的，如检测管两端的固定方式、振动管的刚度、双管自振频率的差异、材料的内衰减等等。
科氏质量流量计的工作原理
科氏质量流量计的工作原理1. 什么是科氏质量流量计？你知道吗？科氏质量流量计可真是个聪明的小家伙！它能帮我们精准测量流体的质量流量，听起来是不是很厉害？简单来说，就是让我们知道有多少流体在某一时间内通过了管道。
想象一下，就像你喝饮料一样，流量计能告诉你，啊哈，今天喝了多少可乐！不管是水、油还是化学液体，科氏流量计都能派上用场，真是个万金油。
2. 工作原理2.1 振动的秘密那么，科氏质量流量计到底是怎么工作的呢？这就得提到它里面的一个“摇滚乐队”了！它的核心部分是两个弯管，这两个管子像是吃了兴奋剂一样，能够快速振动。
当流体通过这些弯管时，它们的振动就会受到影响。
想象一下，俩人一起走路，突然一个人推了另一个人一下，那感觉可就不一样了。
流体流过时，它们的质量和速度就会影响管子的振动情况。
2.2 力的变化当流体在管道里流动的时候，流体的质量会对振动产生作用力。
这个力会导致管子发生扭曲，咦，听起来好像有点复杂对吧？其实就是简单的物理现象！根据流体的流动速度和密度，这种扭曲的程度就能告诉我们流体的质量流量。
就像一条鱼在水里游泳，游得快了，水的波动就大，游得慢了，波动就小。
通过测量这些变化，科氏质量流量计能够准确地告诉你，流体的质量流量是多少。
3. 应用场景3.1 各行各业的好帮手科氏质量流量计可是个“全能战士”，在很多行业都有它的身影！在化工行业，它用来监测各种化学液体的流量，确保生产过程稳定；在食品行业，大家也能看到它的身影，保证每一滴牛奶都是经过精确测量的，放心喝就是了；甚至在制药行业，它也能确保药物的准确配比，真是个好帮手！3.2 优点和不足当然，科氏质量流量计也有它的优缺点。
优点嘛，准确性高、响应快、适用范围广，基本上可以应付各种复杂的流体情况。
缺点呢，可能价格有点小贵，而且对某些特定流体（比如含气泡的液体）就不太好使了。
不过，俗话说得好，“没有金刚钻，不揽瓷器活”，这也是没办法的事。
4. 结尾总之，科氏质量流量计真是个了不起的设备，凭借它那独特的工作原理，成为了流体测量领域的明星。
科式质量流量计简介
按测量管形状分类
直形测量管的CMF不易积存气体及便于清洗。垂 直安装测量浆液时，固体颗粒不易在暂停运行时 沉积于测量管内。流量传感器尺寸小，重量轻。 但钢刚性大，管壁相对较薄，测量值受磨蚀腐蚀 影响大。 有些型号直形测量管仪表的激励频率较高，在 600 ～1200Hz之间（弯形测量管的激励频率仅 40 ～150Hz之间），不易受外界工业振动频率 的干扰。 近年国外原主张并生产弯曲形测量管的CMF制造 厂，亦竟相开发直形测量管CMF，它有日益增加 的趋势。
按测量管流动方向和工艺管道流动 方向布置方式分类
平行方式：测量管的布置使流体流动方向 和工艺管道流动方向平行 垂直方式：测量管的布置与工艺管垂直， 流量传感器整体不在工艺管道振动干扰作 用的平面内，抗管道振动干扰的能力强
分类
型号表示方式
公制通径 英制通径 额定流量
精度指标及表示方式
有些国内厂家使用（基本精度±零点稳定 性） 更常用的方式， （基本精度）（≥） （基 本精度±零点稳定性）
流体工况或物性参量对流量测量的 影响
温度影响 压力影响 密度影响 粘度影响
温度影响
介质温度或环境温度变化会改变测量振动 管的杨氏模量 影响零漂的结构等各种因素 杨氏模量的温度系数可通过补偿减少其影 响；零漂影响由于是受振动管几何形状和 结构件的非对称性所形成，因此难以减小 消除
压力影响
液体静压增大会使测量振动管绷紧，产生一个负 向偏差 压力影响量取决于测量管管径、壁厚和形状 小口径仪表由于壁厚管径比大，影响量小；大口 径仪表则壁厚管径比小，影响量大 校准时压力0.2MPa为基准，CMF100型仪表 （口径25mm）压力影响量为-0.03% R/MPa， CMF200型（口径40/50mm）为0.12%R/MPa；D系列较大，D300型（口径 80/100mm）为-1.35%MPa， D600（口径 150/200mm）为-0.75%MPa
科氏质量流量计的介绍
4.安装-理想安装方式
4.安装-截止阀和控制阀的安装
为使调零时没有流动,质量流量计上下游设 置截止阀,并保证无泄漏. 控制阀应装在质量流量计下游,质量流量计 保持尽可能高的静压,以防止发生气蚀和闪蒸.
4.安装-脉动和振动
➢ b、流体状态〔液态、气态、浆液或其他形式
➢ c、工艺状况下的流量〔最大、常用、最小值
➢ d、工艺状况下的压力〔最高、常用、最低值
➢ e、工艺状况下的温度〔最高、常用、最低值
3.选型
f、 工艺状况下的密度范围 g、工艺状况下的粘度范围 h、工艺管道管径 i、 允许测量误差 j、 允许压力损失 k、 允许最大流速
a、 托马斯流量计 b、 边界层流量计 c、 旁路管流量计 〔2 冲量式质量流量计〔冲板 〔3 差压式质量流量计〔孔板+定流量泵 〔4 双涡轮式质量流量计
1.基本介绍-为什么要测量质量流量
温度/ 压力 体积 1 体积 2 质量 1 = 质量 2
质量 1 体积 1
质量 2 体积 2
1.基本介绍-直接测量
3.选型
〔2 根据工艺条件,对照技术指标,预选传感器型 号 〔3 计算流量传感器的压力损失 〔4 计算传感器测量管内的介质流速 〔5 计算测量准确度 〔6 变送器及二次仪表的选型
3.选型-选何种形状的传感器
➢ U型测量管：由于灵敏度更高,零点 稳定性更好所以量程比更宽；同样口 径下流速低也能满足精度－－这对易 汽化的介质尤为重要.
5.比较：E+H、艾默生、处弗洛科氏质量流量计 在LNG/LGP/CNG上的应用
比较项
E+H
科氏质量流量计原理
科氏质量流量计原理
科氏质量流量计主要依靠热力学原理实现流量的测量，其测量原理基于热传导定律和状态方程，可以测量流体的质量流量。
科氏质量流量计的工作原理是使用两个温度传感器，分别测量流体的温度差，并将这两个数据送入控制系统中进行处理。
同时，流体的压力和密度也被测量，并用于计算流体的体积流量。
使用热传感器，科氏质量流量计可以测量流体的热量，并将其转换为质量流量。
由于该种流量计测量的是流体的质量流量，所以相比于其他流量计具有更好的精度和稳定性，广泛应用于化工、石油、电力等行业的流量测量。
科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性18466
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。
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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。
由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大，到两端逐渐减为零。
这时在两个传感器上测得的相位如图4B所示，由图中可以看出，两传感器测得的相位差为零。
当丈量管内流体以速度V活动时，流体中任意值点的流速，可以为是两个分流速的合成：水平方向Vx及垂直方向Vy（与振动方向相同）。
在恒定流条件下，流体沿水平方向的流速Vx保持恒定。
从图5中可以看出，管子的进、出口处振幅为零，流体质点垂直移动速度Vx为零；图5 振动管受力分析当流体质点有进口流进图示振动方向的丈量管时，流体质点的垂直活动速度为+Vy，同样在流体质点流向出口时，其垂直活动速度为-Vy。
由此可以推出，流体质点在通过振动的丈量管时，垂直方向的速度是一个从零逐渐加大，直到中间最大，再逐渐减小到零的过程。
由力学原理可知，速度的变化是由加速度引起的，而加速度是力作用于其上的结果。
根据这个原理，称这个垂直速度变化为科氏加速度Ac，因此作用于流体质量M上的科氏力为Fc＝Mac。
在丈量管上与中心间隔相等的两点上，作用的科氏力大小相等，方向相反。
此科氏力作用在丈量管上，就产生了如图5所示的结果，即在中间点上产生一对力，引起丈量管稍微的扭曲或变形。
而实际上在振荡运动时是两根S管同时所受的振荡，其运动方向相反，受力相等，如图6所示。
图6 作用在丈量管上的科氏力随着振荡运动的进行，丈量管被周期性地分开、靠拢，科氏力也周期性地作用在两根丈量管上，通过安装在丈量管上的位移创按其A、B，测出由科氏力引起的丈量管相对位置的变化，通常转化为测两点的相位差，如图7所示。
这个相位差的大小与质量流量成正比。
图7 位移传感器的输出2．U形丈量管质量流量计如图8所示，U形管为单、双丈量管两种结构，单丈量管型工作原理图8a 单U形管结构图8b 双U形管结构如图9所示，电磁驱动系统以固定频率驱动U形丈量管振动，当流体被强制接受管子的垂直运动时，在前半个振动周期内，管子向上运动，丈量管中流体在驱动点前产生一个向下压的力，阻碍管子的向上运动，二在驱动点后产生向上的力，加速管子向上运动。
这两个力的合成，使得丈量管发生扭曲；在振动的另外半周期内，扭曲方向则相反。
图9 U形管工作原理丈量管扭曲的程度，与流体流过丈量管的值来质量流量成正比，在驱动点两侧的丈量管上安装电磁感应器，以丈量其运动的相位差，这一相位差直接正比于流过的质量流量。
在双U形丈量管结构中，两根丈量管的振动方向相反，使得丈量管扭曲相位相差180度，如图10所示。
相对单丈量管型来说，双管型的检测信号有所放大，流通能力也有所进步。
图10 丈量管变形示意图3．双J形管质量流量计如图11所示，两根J形管以管道为中心，对称分布；安装在J形部分的驱动器使管子以某一固定的频率振动。
图11 J形管质量流量计结构其工作原理如图12所示，当丈量管中的流体以一定速度活动时，由于振动的存在使得丈量管中的流体产生一个科氏力效应。
此科氏力作用在丈量管上，但在上下两支管上所产生的科氏力的方向不同，管的直管部分产生不同的附加运动，即产生一个相对位移的相位差。
图12 J形管工作原理在双J形管丈量系统中，两根管在同一时刻的振动方向相反，加大了其上部与下部两直管间的相对位移的相位差。
如图13 所示，在流体不活动时，从A、B两传感器测得的位移信号的相位差为零。
图13 无活动时丈量管振动状态当丈量管内的流体活动时，在驱动其振动的某一方向上，科氏力产生的反作用力在丈量管上的影响结果如图14所示，管1分开和管2靠近时，管1上部运动加快，下部减慢，管2则在相反的方向上同样上部加快，下部减慢；结果在上部和下部安装的传感器测得的信号之间存在一个相位差，如图15所示。
这个信号的大小直接反映了质量流量。
图14 有活动时丈量管振动状态图15 传感器输出信号4．B形管质量流量计如图16所示，流量丈量系统由两个相互平行的B形管组成。
被测流体经过分流器被均匀送进两根B形丈量管中，驱动装置安装在两管之间的中心位置，以某一稳定的谐波频率驱动丈量管振动。
在丈量管产生向外运动时，如图17a 所示，直管部分被相互推离开，在驱动器的作用下回路L1'和L1''相互靠近，同样回路L2'和L2''也相互靠近。
由于每个回路都由一端固定在流量计主体上，旋转运动在端区被抑制因而集中在节点四周。
图16 B形管质量流量计结构而回路中的流体在科氏力作用下示的回路L1'和L1''相互靠近的速度减慢，而另一端L2'和L2''两回路相互靠近速度增加。
图17 B形管工作时的受力状态在丈量管产生向内运动时，如图17b所示，则相反的情况发生。
直管段部分在驱动力的作用下相互靠近，而两断面上的两回路朝相互离开的方向运动。
管道内流体产生的科氏力叠加在这个基本运动上会使L1'和L1''两回路的分离速度加快，而使L2'和L2''两回路的分离速度减小。
通过在端面两回路之间公道的安装传感器，这些由科氏力引进的运动就可用来精确测定流体的质量流量。
5．单直管形质量流量计这种流量计的结构如图18所示，丈量系统由一两端固定（法兰）的直管及其上的振动驱动器组成。
图18 单直管质量流量计结构在管中流体不活动时，驱动器使管子振动，管中流体不产生科氏力，A、B 两点受力相等，变化速度相同，如图19b所示。
图19 单直管质量流量计工作原理当丈量管中流体以速度V在管中活动时，由于受到C点振动力的影响（此时的振动力是向上的），流体质点从A点运动到C点时被加速，质点产生反作用力F1，使管子向上运动速度减慢；而在C点到B点之间，流体质点被减速，使管子向上的运动速度加快。
结果在C点两边的这两个方向相反的力使管子产生一个变形，这个变形的相位差与测管中流体流过的质量流量成正比。
6．双直管形质量流量计图20 双直管质量流量计结构图20 双直管质量流量计结构相对单直管来说双直管形可减少压力损失，增大传感器感受信号，实在际中的结构如图20所示，驱动器安放与中心位置，两个光电传感器只与中心两侧对称位置上，其中图20a所示结构丈量管受轴向力的影响很小。
双直管形质量流量计的工作原理如图21所示，当流体不活动时，光电传感器受到的管子所产生的位移的相位是相同的；当流体介质流过两根振动的丈量管时，便产生了科里奥利力，这个力使丈量管的振点两边发生相反的位移，振点之前的测管中流体介质使管子振荡衰减，即管子位移速度减慢；振点之后的测管中流体介质使振荡加强，即管子位移速度加快。
通过光电传感器，测得两真个相位差，这个相位差在振荡频率一定时正比与测管中的质量流量。
图21 双直管丈量原理7．Ω形丈量管质量流量计这种流量计的结构如图22所示，驱动器放在直管部分的中间位置，当管中流体以一定速度活动时，由于驱动器的振动作用，使管子分开或靠近。
图22 Ω形丈量管质量流量计结构如图23a，当管子分开时，在振点前的流体中产生的科里奥利力与振动力方向相反，减慢管子的运动速度；而在振点之后管中流体产生的科氏力与振动方向相同，加快管子的运动速度。
当驱动器使管子靠近时，如图23b，则产生相反的结果。
在A、B两点的传感器可测的两处管字运动的相位差，由此可得到流过测管中流体的质量流量。
图23Ω形管质量流量计丈量原理8．双环形丈量管质量流量计这种流量计有一对平行的带有短直管的螺旋管组成，如图24所示。
在管子的中间位置D装有驱动器，使两根丈量管受到周期性的相反的振动，在椭圆螺旋管的两端，与中间点D等间隔位置上，设置两个传感器，丈量这两点的管子间相对运动速度，这两个相对运动速度的相位差与流过丈量管中的流体质量流量成正比。
图24 双环形质量流量计其工作原理简述如下：当测管中流体不活动时，振动力使管子产生的变形，在中间点两边是一样的，传感器处的两测点上，测得的振动位移的相位差为零，当测管中流体活动时，在振幅最大点之前，流体质点由于受到科氏力的作用产生一个与振动方向相反的作用力，而在这点之后产生一个与振动方向相同的作用力，由于在同一时刻两根丈量管所受到的作用力大小相等，方向相反，因此反映在两传感器处测点上管子的运动速度得到增大或减小，丈量这两点的相位差就可得到通过丈量管流体的质量流量。
三、质量流量计结构特性在一个丈量系统中，流体质点作用在丈量管上的科氏力是很小的，这给精确的丈量带来很大的困难。
为使丈量管产生足够强的信号，就应加大科氏力对丈量管的作用或在同样的科氏力的作用下增大丈量管的变形。
ω从原理上讲Fc ＝2ωVM，在被测流体一定时，只有加大ω或V，才能进步Fc。