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质量流量计是如何工作的?
时间:2024-02-04 13:59:01

当质量为M的质点以速度V在对Z轴作角速度ω旋转的管道内移动时,质点受到两个分量的加速度及其力。

:法向加速度(向心力加速度)αr,其量值等于ω2r,方向朝向Z轴;

:切向加速度(科里奥利加速度)αt,其量值等于2ωV,方向与αr垂直。

由于合成运动,在质点的αt方向上作用着科氏力,根据牛顿第二定律Fc=2ωVM,管道对质点作用着一个反向力-Fc= -2ωVM

当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时,任何一段长度Δx 的管道都将受到

一个ΔFc的切向科氏力。

ΔFc=2ωvρSΔx1

式中S— 一段管道的流通内截面积,由于质量流量计流量即为Qm,即Qm=ρVS,所以

ΔFc=2ωQmΔx2


image.png      

      因此,直接或间接测量在旋转管道中流动流体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。

     然而通过旋转运动测量科氏力是困难的,目前产品均代之以管道振动产生科氏力来测量,即由两端分流管固定的测量管,通过中点处以测量管谐振或接近谐振的频率所驱动,使测量管中点前后两半段产生方向相反的挠曲,用电磁学原理检测挠曲量以求得质量流量。

     流体密度会影响测量管的振动频率,而密度与频率有着固定的关系,因此质量流量计也可测量流体密度。

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