科裏（lǐ）奧利質量（liàng）流量計

該流量計是一種直接而準確地測量流體質量流量的新穎儀表，以結構主體采用兩根並排的U形（xíng）管，讓兩根管的回彎部（bù）分相向微微振動起來，則兩側的直管會跟著振（zhèn）動（dòng），即它們會同時靠攏或同時張開，即兩根管的振動是同步（bù）的，對

該（gāi）流量計是一種直接而準確地測量流體質量流量的新穎儀表（biǎo），以（yǐ）結構主體采用兩根（gēn）並排的U形管，讓兩（liǎng）根管的回彎部（bù）分相向微微振動起來，則兩側的直管會跟著振動，即它們（men）會同時靠攏或同時張開，即兩根（gēn）管的振動（dòng）是同（tóng）步的，對稱的。
    如果在管子同步振動的（de）同時，將流體導入管內，使之沿管內向前流動，則管子將（jiāng）強迫流（liú）體與之一起上下振動。
科裏奧利質量流量計 基本介紹
    流體為了（le）反（fǎn）抗這種強迫振動，會給（gěi）管子一個與其流動方向垂直的反作用力（lì），在這種被（bèi）叫做科裏奧利效應力的作用下，管子的（de）震動不（bú）同步了，入口段（duàn）管與出口段管在振動的時間先後商會出現差異，（差異是由於入（rù）口段和（hé）出口段（duàn）流體流向是相（xiàng）反的），這叫做相位時間差。這種差異與流過管子的流體質量流量的大小成正比。如果（guǒ）通過電路能檢（jiǎn）測出這種時間差異的大小，則就能將質量流量的大小給確定了。這種流量計被稱（chēng）作科裏奧利直接質量流量計，它與sj上目前在（zài）用的幾十種常規容積式流量計的大不同是它測的質量（liàng）的（de）大小，使用的單位是kg/h。用質量（如千克）作單位的流（liú）量（liàng）計比用容積（如立升（shēng）或（huò）立（lì）方米）作單位的容積式流（liú）量計（jì）要準確和（hé）恒（héng）定。因為質量是遵循守恒定律的。
    科氏力質量流量計的發明是科技界（jiè）苦苦求索幾十年的結果，它不但具有準確性、重複性、穩定性，而且在流體通道內沒有阻流元件和可動部件，因而其可靠性好，使用壽命（mìng）長，還能（néng）測量高粘度流體和高壓（yā）氣體的流量（liàng）。現在汽車用的清潔燃料（liào）壓縮天然氣（qì）（CNG）的計量就是靠（kào）它測準的，而在石油、化工、冶金、建材、造紙、醫（yī）藥、食品、生物工程、能源、航天等工業部門，其應用也越來越廣泛。它的問世（shì）帶來了流體測量技術的一次深刻（kè）變革，被（bèi）Zhuan J譽為是21世（shì）紀的主流流量計。
工作原理
    眾所周知，當一個位於旋轉係內的質點作朝向或者離開旋轉中芯的運動時，將產生一（yī）慣性力。當質量為(δm的質點以勻（yún）速u在一個圍繞旋轉軸P以角速度ω旋轉的管（guǎn）道內軸（zhóu）向移（yí）動時，這（zhè）個質點（diǎn）將獲得兩個加速度分量：
(1)法向加（jiā）速（sù）度ar（向（xiàng）心加速度)，其值等於ω2r，方向指向P軸。
(2)切向加速度at(科（kē）裏（lǐ）奧利加速度)，其值等於2ωu，方向（xiàng）與ar垂（chuí）直，正（zhèng）方向符合右手定則
為了使質點具有科裏奧利加速度at，需在at的方向上加一個大小等於2ωuδm的力，這個力來自管道（dào）壁麵。反作用於管道壁麵上的力就是流體施加在管道上的科裏奧利力Fc。
方向與αt相反。
從可以看出，當密度為ρ的流體（tǐ）以（yǐ）恒定流速u沿圖6-1所示的旋轉（zhuǎn）管流動時，任一段長度ΔX的管道都將受到一個大小為ΔFe的切向科裏奧（ào）利力：式中，A為管（guǎn）道內截麵（miàn）積。由於質量流量qm=ρuA，因此：
基（jī）於上式（shì），隻要能直接或者間接地測量（liàng）出（chū）在旋轉管道中（zhōng）流動的流體作用於管道（dào）上的（de）科（kē）裏奧利力，就可以測得流體通過管道的質量流量。
    在（zài）過程工業應用中，要使流體通過的管道圍繞P軸以角速度ω旋轉顯然是不（bú）切合（hé）實（shí）際（jì）的。這也是（shì）早期的（de）質量流量計始終未能走出實驗室的根本原因。經過（guò）幾十 年的探索，人們終於發現，使管道繞P軸以一定頻率上下振動，也能使管道受（shòu）到科裏（lǐ）奧（ào）利力的作用。而且，當（dāng）充滿流體的管道以等於或接近於其自振頻率振動時，維持管道振動所需的驅動力是很小的。從（cóng）而從（cóng）根本上解決了CMF的結構問題。為CMF的迅速商用化打下了（le）基礎。
    經過（guò）近二十年的發展，以科裏奧利（lì）力為原（yuán）理而設計的（de）質量流量計已有多種形式。根據檢測管的形狀來（lái）分，大體上可以歸納為四類，即：直管型和（hé）彎管型；單管型和多管型(一般為******型（xíng）)。
    彎管型（xíng）檢測管的儀（yí）表管道剛度低，產生信號相對（duì）較大，技術也相對成熟。因（yīn）為自振頻率也低（dī）(80-150Hz)，可以采用較厚的管壁，儀表耐磨、耐腐蝕性能（néng）較好（hǎo），但易存積（jī）氣體和殘渣引（yǐn）起附加誤差切對安裝空間有（yǒu）要求。直管型儀表不易存積氣體，流量傳感器尺寸（cùn）小，重量輕。但（dàn）自振頻率高信號不易檢測，為使自振（zhèn）頻率不至於太高，往往管（guǎn）壁（bì）做得較薄，易受磨損和腐蝕（shí）。單管型儀表不分流，測量管中流量處處相 等，對穩定（dìng）零點有好外，也便於清洗，但（dàn）易受外界振動的幹擾，僅見（jiàn）於早期的產品和一些（xiē）小口（kǒu）徑儀表。雙管型儀表既實現了雙管相位差的（de）測量，也增了大信號增強了線性，同時（shí）降低外（wài）界振動（dòng）幹擾的影響。
優點與缺點
優點
科裏奧利質量流（liú）量計直接（jiē）測量質量（liàng）流量，有很高的測量準（zhǔn）確度。
可測量流體範圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量（liàng）氣體的（de）液體、有足夠密度的中高壓氣體（tǐ）。
測量管的振動幅小，可視作非活動件，測量管路內無阻（zǔ）礙件和活動件。
對應對迎流流速分布不敏感，因而無上下遊直管段要求。
測量值對流（liú）體粘度不敏感，流體密度（dù）變化對測量值得值的影（yǐng）響（xiǎng）微小。
可做多參（cān）數測量，如同（tóng）期測量密（mì）度，並（bìng）由此派生出（chū）測（cè）量（liàng）溶（róng）液中溶質所含的濃度。
缺點（diǎn）
科裏奧利質量流量計零點不穩定形（xíng）成零點漂移，影響其準確度的進一步提高，使得許多型（xíng）號儀（yí）表隻得采用將總誤差分為基本誤差和零點不穩定度量兩部分。
科裏奧利質量流量計不能用於測量低密度介質和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限製（按型號而異）會（huì）顯著著影響測（cè）量值。
科裏奧利質（zhì）量流量計對外界振動幹擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號科裏（lǐ）奧利質量流量計的流量傳感器安裝固定（dìng）要求較高。
不能用於較大管徑，目前尚局限於150（200）mm以下。
測量管（guǎn）內壁（bì）磨損（sǔn）腐蝕或沉積結垢會影響測量準確度，尤其對薄壁管測量管的科裏奧利質量流量計更（gèng）為顯著。
壓力損失較大（dà），與容積式儀表相當，有些型號科裏奧利質（zhì）量流量（liàng）計甚至比容積式儀（yí）表大100%。
大部（bù）分型號科裏奧（ào）利質量流（liú）量計重量和體積較大。
價格昂貴。國外價格5000 ～10000美元一套（tào），約為同口徑電磁流量計的2 ～5倍；國內價（jià）格約為電磁流量計的2～ 8倍。
安裝使用
為了使科裏奧利質量流量計能正常、放心和高性能地工作，正確地安裝和使用是非常重要。這裏包括機械安裝、電氣安裝和使用維護。
(1)安裝
機械安裝應注意這樣幾個問題：
a.流（liú）量（liàng）傳感器應安裝在一個堅固的基（jī）礎上。內徑小於10mm的小口徑質量流量計安裝在平衡堅硬（yìng）和無振動的底（dǐ）麵上，如牆麵、地麵或專門（mén）的基礎。如果（guǒ）在（zài）高振動環境使用，應注意對基礎的振動吸收，而且傳感器進出口與管道之間應用（yòng）柔性管道連接；較大口徑的流量計直接安（ān）裝在工藝管道上，應用管卡和（hé）支撐物將流量計牢牢地固定。
b.為防止CMF間的相互影響，在多台流量計串（chuàn）聯或並聯使用時，各流量傳感器之（zhī）間的距離應足（zú）夠遠，管卡（kǎ）和支撐物應分別設置在各自立基礎上。
C為保證使用時流量傳感器內不會存積氣體或液體殘值，對於彎管（guǎn）型流量計，測量液（yè）體（tǐ），彎（wān）管應朝下，測量氣體時，彎管應朝上。測量漿液或排（pái）放液（yè）時，應將傳感器安裝在垂直管道，流向由（yóu）下而上。對於直管型流量計，水平安裝時應避（bì）免安裝（zhuāng）在高點上，以（yǐ）免（miǎn）氣團存積。連接傳（chuán）感器和工藝管（guǎn）道（dào）時，一定要做到無應（yīng）力安裝，特別對某些直管型測量管的流量傳感器更應注意。
(2)使用和維（wéi）護
①流量計零（líng）點調整。待（dài）流量傳（chuán）感器充滿被測流體（tǐ）後關閉傳感器下遊閥門，在接近工作溫度的條件下調整（zhěng）流量計的零點。調整零點時保證下遊閥門（mén）C底關閉，確認不泄漏流體是非常重要（yào）的。如果調零時閥門存（cún）在泄漏（lòu），將會給整個測量（liàng）帶來（lái）很大誤差。
②設置流量和密度校準係數（shù）。正確設置（zhì）流（liú）量和密度（dù）校準係數流（liú）量計的工作十分重要。流量校準（zhǔn）係數代表（biǎo）傳感器的靈敏度及流（liú）量溫度係數，靈敏度表（biǎo）示每微秒時差測量多大的流量。
(單位往往為克/秒)；流量溫度係數表示傳（chuán）感器彈性模量受溫度的（de）影響程度。這些與流量（liàng）計的測量準確度都有直接關係，密度校準（zhǔn）係數代表傳感器在0℃下管內為空氣和管內為水時的（de）自振周期(單位往往為（wéi）微秒)及密度溫度係數，顯然這（zhè）些（xiē）與測量密度的準確度直（zhí）接相關。
③使用中維護流量計正常工作（zuò）。及時發現故（gù）障和排除故障對流量計正常（cháng）工（gōng）作很重要，實際工作中常見的有以下幾種故障情況：
a.無輸出：指有流量（liàng）通（tōng）過傳感器而傳感（gǎn）器沒有信號輸出；
b.輸出不變化：雖然流量變化了，但輸出保持不變；
c.輸出不正常，輸出隨意變（biàn）化（huà），與流量的變化無關，即輸出反常；
d.斷續地有輸出：斷續輸出（chū），開始和結束都無規律，但當（dāng）有輸出時，輸出信號能正確反映
流量大小。
以上故（gù）障狀態（tài）應仔細檢查排除，必要（yào）時應請製造廠家維修服務。