二、原理
1. 科里奧利力的產(chǎn)生
- 科里奧利力是一種在旋轉(zhuǎn)參照系中產(chǎn)生的慣性力。當(dāng)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于一個(gè)旋轉(zhuǎn)參照系做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),在旋轉(zhuǎn)參照系中觀察,該質(zhì)點(diǎn)會(huì)受到一個(gè)垂直于其運(yùn)動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)軸方向的力,這就是科里奧利力。
- 科里奧利力的大小可以用公式F = 2mv\times\omega來表示,其中m是質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,v是質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)參照系的速度,\omega是旋轉(zhuǎn)參照系的角速度。
2. 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的測(cè)量原理
- 科里奧利質(zhì)量流量計(jì)由一根或多根振動(dòng)管組成。當(dāng)流體流過振動(dòng)管時(shí),振動(dòng)管會(huì)被驅(qū)動(dòng)以固定頻率振動(dòng)。
- 根據(jù)科里奧利力原理,流體在振動(dòng)管內(nèi)流動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生科里奧利力,導(dǎo)致振動(dòng)管發(fā)生扭曲變形。
- 流體的質(zhì)量流量與振動(dòng)管的扭曲程度成正比。通過測(cè)量振動(dòng)管的扭曲程度(通常通過安裝在振動(dòng)管上的傳感器測(cè)量其相位差或頻率變化),就可以計(jì)算出流體的質(zhì)量流量。
三、結(jié)構(gòu)
1. 傳感器
- 傳感器是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的核心部件,它包括振動(dòng)管、驅(qū)動(dòng)器和檢測(cè)元件。
- 振動(dòng)管通常采用U形、Ω形或直形結(jié)構(gòu),其材質(zhì)根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)選擇,如不銹鋼、哈氏合金等。
- 驅(qū)動(dòng)器用于使振動(dòng)管產(chǎn)生振動(dòng),常見的驅(qū)動(dòng)方式有電磁驅(qū)動(dòng)和壓電驅(qū)動(dòng)。
- 檢測(cè)元件用于測(cè)量振動(dòng)管的振動(dòng)特性,如應(yīng)變片、電容式傳感器等,通過檢測(cè)振動(dòng)管的位移、相位差或頻率變化來獲取流量信息。
2. 變送器
- 變送器負(fù)責(zé)將傳感器采集到的信號(hào)進(jìn)行處理、放大和轉(zhuǎn)換,將其變成標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)(如4 - 20mA或數(shù)字信號(hào))輸出。
- 變送器內(nèi)部通常包含信號(hào)調(diào)理電路、微處理器、存儲(chǔ)器和通信接口等,能夠?qū)崿F(xiàn)流量測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、故障診斷和通信等功能。
3. 外殼和連接部件
- 外殼起到保護(hù)傳感器和變送器的作用,通常采用金屬或工程塑料制成,具有良好的密封性和抗腐蝕性。
- 連接部件包括管道連接法蘭或螺紋接口,用于將流量計(jì)與被測(cè)流體管道連接起來,確保流體能夠順暢地流入和流出流量計(jì)。