科裏（lǐ）奧利質量流量計

該流量計是一（yī）種直接而準確（què）地測（cè）量流體質量流（liú）量（liàng）的新穎儀表，以結構（gòu）主體采用兩根並排的U形管，讓兩根管的回彎（wān）部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，即兩根管（guǎn）的振動是同步的，對

該流量計是一（yī）種直接而準（zhǔn）確地測量流體質量流（liú）量的新穎儀表，以結構主體采（cǎi）用兩根並（bìng）排的U形管，讓兩根管（guǎn）的回彎部分相向微微振動起來（lái），則兩側的直管會跟著振動，即它們會同時靠攏或同時張開，即兩根管的振動是（shì）同步的，對稱的。
    如果在管子同步振動的（de）同時，將流體（tǐ）導入管內，使之沿管（guǎn）內向前（qián）流動，則管子將強迫流體（tǐ）與之一起上下振動。
科裏（lǐ）奧利（lì）質量（liàng）流量計 基本介紹
    流（liú）體為了（le）反抗這種強迫振（zhèn）動，會給管（guǎn）子一個與（yǔ）其流動方向垂直的反作用力，在這種被叫（jiào）做科裏奧利（lì）效應力的作用（yòng）下，管子的震動不同步了，入口段（duàn）管與出口段管在（zài）振動的時間先（xiān）後商會出（chū）現（xiàn）差異，（差異是（shì）由於入（rù）口段和出口段流體流向是相反的），這叫做相位時（shí）間差。這種差異與流過管子的流體質量流量的大小（xiǎo）成（chéng）正比。如果通過電路能檢測出這種時間差異的大小，則就能將質（zhì）量流量的大小給確定了。這種流量計被稱作科裏奧利直接質量流（liú）量計，它與sj上目前在用的幾十種（zhǒng）常規容積式流量計的大不同是它（tā）測的質量（liàng）的大小，使用的單位是kg/h。用質量（如千克）作單位的流（liú）量計比用容積（如立升或立方米）作（zuò）單位的容積式流量計要準確和恒定。因為質量是（shì）遵循守恒定律的。
    科氏力質量流量計的發明是科（kē）技界苦苦（kǔ）求（qiú）索幾十年的結果，它不但具有準確性（xìng）、重複性、穩（wěn）定性，而且在（zài）流體通道內沒有阻流元（yuán）件（jiàn）和可動（dòng）部件，因而其可（kě）靠性（xìng）好（hǎo），使用壽命長（zhǎng），還能測量高粘度流體和高壓氣體（tǐ）的流量。現在汽車用的清潔燃料壓縮天然氣（CNG）的計（jì）量就是靠它測準的（de），而在石油、化工、冶金、建（jiàn）材、造紙、醫藥、食品、生物工程、能源、航天等工業部門，其應用也（yě）越（yuè）來越廣泛（fàn）。它的問世帶來了流體測量技術的一次深刻變革，被Zhuan J譽為是21世紀（jì）的主流（liú）流量計。
工作原理（lǐ）
    眾所周知，當一個位於旋轉係內的質點（diǎn）作朝向或（huò）者離開旋轉中芯的運動時，將產生一慣性力。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）道內軸向移動時，這（zhè）個質（zhì）點將獲得兩個加速度分量：
(1)法向加速度ar（向心加（jiā）速度)，其值（zhí）等（děng）於ω2r，方向（xiàng）指（zhǐ）向P軸。
(2)切向加速度at(科裏奧（ào）利加速度)，其值等於2ωu，方向與ar垂直，正方向符合右手定則
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，這個力來自管道壁麵。反作用於（yú）管道壁麵上的力就是流體施加在管道上的科（kē）裏奧利（lì）力Fc。
方向與αt相反。
從（cóng）可以看出，當密度為ρ的（de）流（liú）體以恒定流速u沿圖6-1所示（shì）的旋轉管流動時，任一段長度ΔX的管道都將受到一個大（dà）小為ΔFe的切向科裏奧利力：式（shì）中，A為管道內截（jié）麵積。由（yóu）於質量流量（liàng）qm=ρuA，因此：
基於上式，隻要能直接或者（zhě）間接地測量出（chū）在旋轉管道中流動的流體作用於管道上的科裏奧利力，就（jiù）可以測得流體通過管道的質量流量。
    在過程工業應（yīng）用中，要使流體通過的管道圍繞P軸以（yǐ）角速度ω旋轉顯然是不切合實際的。這也是早期的質（zhì）量流量計始終未能走出實驗室的根本原因（yīn）。經過幾十 年的探索，人（rén）們終於發現，使管道繞P軸（zhóu）以一定頻（pín）率上（shàng）下振動，也能使管道受到科裏（lǐ）奧利力的作用。而且，當充滿流體（tǐ）的管道以等於或接（jiē）近於其自振頻率（lǜ）振動時，維持（chí）管道振動所（suǒ）需的驅動力是很小的。從而從根（gēn）本上解決了CMF的結構問題。為（wéi）CMF的迅速商用化打下了基礎。
    經過近二十年的發展（zhǎn），以科裏奧利力（lì）為原（yuán）理而設計的質量流量計已有多種形式。根據檢測管的形狀來分，大體上可以歸納為（wéi）四類，即：直（zhí）管型和彎管型；單管型和多管型(一般為******型)。
    彎管型檢測管的儀（yí）表管道（dào）剛度低，產（chǎn）生信號相對較大，技術也相對成熟（shú）。因為自振頻率也低(80-150Hz)，可以采用較厚的管壁，儀表耐磨、耐腐蝕性能較好（hǎo），但易存積氣體和殘（cán）渣引起附加誤（wù）差切對安裝空間有要求。直管（guǎn）型（xíng）儀表不易存積氣體，流量（liàng）傳感器尺寸小，重量輕。但自振頻率高信號不易檢測（cè），為使自（zì）振頻率不至於太高，往往管壁做得較薄，易（yì）受磨損和腐蝕。單管型儀表不分流，測量管中流量處處相 等，對穩定零點有好外，也便於清洗（xǐ），但易受外界振動（dòng）的幹擾，僅見於早期的產（chǎn）品（pǐn）和一些小口徑儀表。雙管型儀表既實（shí）現了雙管相位差的測量（liàng），也增了大信號增強了線（xiàn）性，同（tóng）時降低外界振動幹擾的影響。
優點與缺（quē）點
優點
科裏奧利（lì）質量流量（liàng）計直接測量質量流量，有很高的測量準確度。
可測量流體（tǐ）範圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有（yǒu）固形物的漿液、含有微（wēi）量氣（qì）體的（de）液體、有足夠密度的中高壓氣體。
測量管的振動幅小，可（kě）視作非活動件，測量管（guǎn）路內（nèi）無阻礙件和活動件。
對應對迎流流速（sù）分布不敏感，因而（ér）無上下遊直管段要求。
測量值對流（liú）體粘（zhān）度不（bú）敏感，流體密度變化對測（cè）量值得值的影響微小。
可做多參數（shù）測量，如同期（qī）測量密度，並由此派生出測量溶液中溶質所含的濃度。
缺點
科裏奧利質量流量計零點不穩定形成（chéng）零點漂移，影響其準確度的進一步提（tí）高，使得許多型號儀表隻得采用（yòng）將總誤差分為基本誤差和零點不（bú）穩定度量（liàng）兩部分。
科裏奧利質量流量計不能用（yòng）於測量低密度介質和低壓氣（qì）體；液體中含氣量超過某一限製（按型號而異）會顯著著影響測量值。
科裏奧利質量流量計對外界振動幹擾（rǎo）較為敏（mǐn）感，為防止管道振動影響，大部（bù）分型號科（kē）裏（lǐ）奧利質量流量計的流量（liàng）傳感器安裝固定（dìng）要求較高（gāo）。
不能用於較大管徑，目前尚局限於150（200）mm以下。
測量管內壁磨損腐蝕或沉積結垢會影響測量準確度，尤其對薄（báo）壁管測量管的科裏奧利（lì）質量流量計更為（wéi）顯著（zhe）。
壓力損失較大，與（yǔ）容積式儀表相（xiàng）當，有些型號科裏奧利質量流量計甚（shèn）至比（bǐ）容積式儀表大100%。
大部分型號科裏奧利質量流量計重量和體積較大。
價格昂貴。國外價（jià）格5000 ～10000美元一套，約為同口徑電磁（cí）流量計的2 ～5倍（bèi）；國內價格約為電磁流量計的2～ 8倍。
安裝使用
為了使（shǐ）科裏奧（ào）利質量流（liú）量計能正常、放心（xīn）和高性能地工作，正確地安裝和使用是非常重要。這（zhè）裏包（bāo）括機械安裝、電（diàn）氣安裝和使用維（wéi）護。
(1)安（ān）裝
機械安裝應注意這樣幾個（gè）問題：
a.流量傳感器應安裝在一個堅固的（de）基礎上。內徑小於10mm的小口徑質量流量計安裝在平衡堅硬和無振動的底麵上，如牆麵、地麵或專門的基礎。如果在高振動環境使用，應注意對基礎的振（zhèn）動吸收，而且傳感器進出口與管道之間（jiān）應用柔性管道連接；較（jiào）大口徑的（de）流量計（jì）直接安裝在工藝管道上，應用管（guǎn）卡（kǎ）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（lián）使用時，各（gè）流量傳感器之間的距離應足夠遠，管卡和支撐物應分別設置在各自立基（jī）礎上。
C為保證使用時流量傳感器（qì）內不會存積氣體（tǐ）或液體殘（cán）值，對於彎管型流量計（jì），測量（liàng）液體，彎管應朝下（xià），測（cè）量（liàng）氣體時，彎管應朝上。測量漿液或排放液時（shí），應將傳感器安裝在（zài）垂直管道，流向由下而（ér）上。對於（yú）直管型流量計，水平安裝時應避（bì）免安裝在高點上，以免氣團存積。連接傳感器和（hé）工藝管道時，一定（dìng）要做到無應（yīng）力安裝，特（tè）別對某些直管（guǎn）型測量（liàng）管的流量傳感器更應注意。
(2)使用和維護
①流量（liàng）計零點調整。待流量傳感器充滿被測（cè）流體後關閉傳感器下遊閥門，在接（jiē）近工作溫度（dù）的條件下調整流量計的零點。調（diào）整零點時保證下（xià）遊（yóu）閥門（mén）C底關閉，確認不（bú）泄漏流體是非常重（chóng）要的。如果調零時閥門存（cún）在泄漏，將會給整個測量帶來很大誤差。
②設置流量和密度校準係數。正確設（shè）置流量和密度校準係數流量計的（de）工（gōng）作十分重要。流量校準係數代表傳感器的靈敏度及流量溫度係數，靈敏度（dù）表示每微秒時差測量多大的流量。
(單位往（wǎng）往為克（kè）/秒)；流量（liàng）溫度係（xì）數表示傳感器（qì）彈性模量受溫度的影響（xiǎng）程度（dù）。這些與流量計的測量（liàng）準確度都有直接關係，密度校準係（xì）數代表（biǎo）傳感器在0℃下管內（nèi）為空氣和管內（nèi）為水時的自振周期(單位往往為微秒)及密度溫度係數，顯然這些與測量密（mì）度的準（zhǔn）確度直接相關。
③使用中維護（hù）流量計正常（cháng）工作。及時（shí）發現故障和排除故障對流量計正常工作很重要，實際工作中（zhōng）常見的有以下幾種故障（zhàng）情（qíng）況：
a.無輸出（chū）：指有流量（liàng）通過傳感器（qì）而傳感器沒有（yǒu）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（suí）意變化（huà），與流量（liàng）的變化無關，即輸出反常；
d.斷續地有輸出：斷續輸出，開始和結束都（dōu）無規律，但當有（yǒu）輸出時，輸出信號能正確反映
流量大（dà）小。
以上故障狀態應仔細檢查排除，必要時應（yīng）請製造廠家維（wéi）修服務。