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质量流量计测量原理与应用
2012.8.26
质量流量计测量原理与应用
一、质量流量计基本概念 二、质量流量测量技术的发展 三、科里奥利质量流量计典型结构和工作原理 四、科里奥利质量流量计的应用
质量流量计测量原理与应用 ——质量流量计基本概念
(一) 仪表定义 (二) 仪表分类
质量流量计基本概念——仪表定义
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
图3.2.1 双U型管质量流量传感器结构示意图 图3.2.2 双直型管质量流量传感器剖面图
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
2、流量变送器 是以微处理为核心的电子系统。它用来向传感器提
供驱动力，并将传感器的信号转化为质量流量信号及其 他一些有意义的参数信号，同时具有根据温度参数对质 量流量和密度测量进行补偿、修正的功能。流量变送器 一般输出标准电流信号或频率信号，并可按一定的通讯 协议，实现与上位机和DCS系统的交联与远传通讯。变 送器上的显示面板可以组态显示所要求的各种参数。
有的流量变送器，没有显示面板和操作键盘，只有 模拟量或频率量输出。在实际应用中需要另外配备二次 仪表和手操器实现参数显示、流量累积和操作组态。
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
3、流量传感器的测量管结构形式 科里奥利质量流量传感器的测量管有各种不同的结构
形式： （1）按照测量管的数量可将其分为单管型、双管型和连 续管型三种结构。 （2）按照测量管的形状可分为直管型和弯管型两大类。
1 、基本理论 2、 CMF测量原理 3、信号处理系统
到底什么是科里奥利力？
CMF测量原理——基本理论
1、基本理论
Coriolis效应是一种自然现象，于1835年在巴黎可尔[Ecole]工业 大学的数学教授Gaspard.Gustave de Coriolis定量的。Coriolis效
应可解释在地球表面上自由运动的物质为什么会看似弯曲运行在一
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理
（一）概述 （二） CMF基本结构 （三） CMF测量原理
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理--概述
科里奥利质量流量计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。
从1950年开始，科学家和工程师们花费了许多年试验、开发 质量流量仪表，借此消除容积测量的误差及昂贵不便的称重法。在 1970年后James.E.Smith—美国高准（Micro Motion）公司的创 始人成功地开发了第一个可应用于工业的质量流量计，科里奥利质 量流量计，它是根据科里奥利[Coriolis]效应原理研制而成的。 1984年James.E.Smith将所发明的“U”型振动管式的科里奥利质 量流量计(Coriolis Mass Flow—CMF)投入市场。
质量流量测量技术的发展
流量测量技术的发展与应用和需求是相互依存的，应用和需求 是推动流量测量技术发展的动力。
目前，质量流量的各种测量方法，包括间接式和直接式测量方 法，都有一定的应用。质量流量间接测量方法，因为引入了多个中 间参数的测量，然后进行运算和修正，因而积累误差较大，但因其 具有传统方式的继承性，用户又比较熟悉，在一些测量准确度要求 不高的场合，应用仍比较多。尤其是采用补偿式方式测量气体的质 量流量或气体标况体积方面的应用十分广泛。
之后各国仪表厂相继开发生产。我国CMF的应用起步较晚， 设计生产CMF的厂家仅有太行仪表厂等，还有几家制造厂组建合资 企业采用国外技术组装生产销售质量流量仪表。
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
科里奥利质量流量计一般由流量传感器和流量变送器组成。 1、流量传感器 流量传感器是一种基于科里奥利力效应的相位敏感 型谐振式传感器。该传感器由振动管、信号检测器、震 荡驱动器、支撑结构和壳体所组成。
质量流量计是对被测介质的流量进行连续 测量，测量结果是以公斤或吨等工程单位显示 出来的流量仪表。
质量流量计基本概念——仪表分类
质量流量计是一种推理式流量计，按测量方法可以 分为二大类：一是质量流量间接式测量，即同时测量流 体的体积流量和密度值，由运算放大器计算得到流体质 量，或是同时测量流体的体积流量和温度、压力值，利 用流体密度与温度、压力之间的关系，计算出流体质量； 二是质量流量直接式测量方法，流体测量直接反映质量 流量值，与流体的温度、压力和密度等参数的变化无关。
质量流量测量技术发展的重点是质量流量直接式测量方法，以 提高测量准确度，实现对各种介质在复杂环境条件下的高准确度、 高可靠的测量。在质量流量直接式测量方法中，科里奥利质量流量 计已经受到各方面用户的青睐。这是因为它能够高准确度的直接测 量管道内流体的质量流量，而且稳定度高，可靠性好，量程比大， 又适合应用于高粘度流体。
质量流量计基本概念——仪表分类
1、间接式质量流量计 （1） 压力温度补偿式差压流量计 （2） 压力温度补偿式体积流量计 2、直接式质量流量计 （1） 热式质量流量计（TMF）
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 （5） 科里奥利式质量流量计
个转动参照系中当一个物体相对于该系而平移时，除了向心力外还 有另一个附加力作用在该物体上，这个力称为Coriolis力。例如设 参照系是一个以恒定角速度绕轴O而转动的圆盘（图3.3.1），其转 动方向图中矢量所示，当一个物体以速度V’沿半径运动时，就有一 个“惯性力”FK=2 V’ ·ωm作用于该物体上， 此力的方向垂直于V’，力FK就是 Coriolis力，此力即依赖于物体相对于
目前，科里奥利质量流量传感器的检测振动管管形已 来自百度文库展到二十多种。无论振动管形状如何，基本原理是一致 的，都是根据Coriolis效应原理测量流量质量的。
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
图3.2.3 典型的测量管管型图
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF测量原理
CMF测量原理
2012.8.26
质量流量计测量原理与应用
一、质量流量计基本概念 二、质量流量测量技术的发展 三、科里奥利质量流量计典型结构和工作原理 四、科里奥利质量流量计的应用
质量流量计测量原理与应用 ——质量流量计基本概念
(一) 仪表定义 (二) 仪表分类
质量流量计基本概念——仪表定义
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
图3.2.1 双U型管质量流量传感器结构示意图 图3.2.2 双直型管质量流量传感器剖面图
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
2、流量变送器 是以微处理为核心的电子系统。它用来向传感器提
供驱动力，并将传感器的信号转化为质量流量信号及其 他一些有意义的参数信号，同时具有根据温度参数对质 量流量和密度测量进行补偿、修正的功能。流量变送器 一般输出标准电流信号或频率信号，并可按一定的通讯 协议，实现与上位机和DCS系统的交联与远传通讯。变 送器上的显示面板可以组态显示所要求的各种参数。
有的流量变送器，没有显示面板和操作键盘，只有 模拟量或频率量输出。在实际应用中需要另外配备二次 仪表和手操器实现参数显示、流量累积和操作组态。
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
3、流量传感器的测量管结构形式 科里奥利质量流量传感器的测量管有各种不同的结构
形式： （1）按照测量管的数量可将其分为单管型、双管型和连 续管型三种结构。 （2）按照测量管的形状可分为直管型和弯管型两大类。
1 、基本理论 2、 CMF测量原理 3、信号处理系统
到底什么是科里奥利力？
CMF测量原理——基本理论
1、基本理论
Coriolis效应是一种自然现象，于1835年在巴黎可尔[Ecole]工业 大学的数学教授Gaspard.Gustave de Coriolis定量的。Coriolis效
应可解释在地球表面上自由运动的物质为什么会看似弯曲运行在一
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理
（一）概述 （二） CMF基本结构 （三） CMF测量原理
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理--概述
科里奥利质量流量计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。
从1950年开始，科学家和工程师们花费了许多年试验、开发 质量流量仪表，借此消除容积测量的误差及昂贵不便的称重法。在 1970年后James.E.Smith—美国高准（Micro Motion）公司的创 始人成功地开发了第一个可应用于工业的质量流量计，科里奥利质 量流量计，它是根据科里奥利[Coriolis]效应原理研制而成的。 1984年James.E.Smith将所发明的“U”型振动管式的科里奥利质 量流量计(Coriolis Mass Flow—CMF)投入市场。
质量流量测量技术的发展
流量测量技术的发展与应用和需求是相互依存的，应用和需求 是推动流量测量技术发展的动力。
目前，质量流量的各种测量方法，包括间接式和直接式测量方 法，都有一定的应用。质量流量间接测量方法，因为引入了多个中 间参数的测量，然后进行运算和修正，因而积累误差较大，但因其 具有传统方式的继承性，用户又比较熟悉，在一些测量准确度要求 不高的场合，应用仍比较多。尤其是采用补偿式方式测量气体的质 量流量或气体标况体积方面的应用十分广泛。
之后各国仪表厂相继开发生产。我国CMF的应用起步较晚， 设计生产CMF的厂家仅有太行仪表厂等，还有几家制造厂组建合资 企业采用国外技术组装生产销售质量流量仪表。
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
科里奥利质量流量计一般由流量传感器和流量变送器组成。 1、流量传感器 流量传感器是一种基于科里奥利力效应的相位敏感 型谐振式传感器。该传感器由振动管、信号检测器、震 荡驱动器、支撑结构和壳体所组成。
质量流量计是对被测介质的流量进行连续 测量，测量结果是以公斤或吨等工程单位显示 出来的流量仪表。
质量流量计基本概念——仪表分类
质量流量计是一种推理式流量计，按测量方法可以 分为二大类：一是质量流量间接式测量，即同时测量流 体的体积流量和密度值，由运算放大器计算得到流体质 量，或是同时测量流体的体积流量和温度、压力值，利 用流体密度与温度、压力之间的关系，计算出流体质量； 二是质量流量直接式测量方法，流体测量直接反映质量 流量值，与流体的温度、压力和密度等参数的变化无关。
质量流量测量技术发展的重点是质量流量直接式测量方法，以 提高测量准确度，实现对各种介质在复杂环境条件下的高准确度、 高可靠的测量。在质量流量直接式测量方法中，科里奥利质量流量 计已经受到各方面用户的青睐。这是因为它能够高准确度的直接测 量管道内流体的质量流量，而且稳定度高，可靠性好，量程比大， 又适合应用于高粘度流体。
质量流量计基本概念——仪表分类
1、间接式质量流量计 （1） 压力温度补偿式差压流量计 （2） 压力温度补偿式体积流量计 2、直接式质量流量计 （1） 热式质量流量计（TMF）
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 （5） 科里奥利式质量流量计
个转动参照系中当一个物体相对于该系而平移时，除了向心力外还 有另一个附加力作用在该物体上，这个力称为Coriolis力。例如设 参照系是一个以恒定角速度绕轴O而转动的圆盘（图3.3.1），其转 动方向图中矢量所示，当一个物体以速度V’沿半径运动时，就有一 个“惯性力”FK=2 V’ ·ωm作用于该物体上， 此力的方向垂直于V’，力FK就是 Coriolis力，此力即依赖于物体相对于
目前，科里奥利质量流量传感器的检测振动管管形已 来自百度文库展到二十多种。无论振动管形状如何，基本原理是一致 的，都是根据Coriolis效应原理测量流量质量的。
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
图3.2.3 典型的测量管管型图
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF测量原理
CMF测量原理