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burkert寶德科氏力液體質(zhì)量流量計(jì)374108工作原理
科氏力液體質(zhì)量流量計(jì)(又稱科里奧利質(zhì)量流量計(jì))是一種基于科里奧利效應(yīng)原理工作的精密儀器,其工作原理融合了流體力學(xué)與振動力學(xué)原理。
物理原理:科里奧利效應(yīng)
當(dāng)流體在振動管中流動時(shí),若管道以一定角速度振動,流體質(zhì)點(diǎn)會受到兩種加速度的影響:
向心加速度(法向加速度):使質(zhì)點(diǎn)向管道振動中心偏移。
科里奧利加速度(切向加速度):產(chǎn)生一個(gè)與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力,其方向垂直于流體流動方向和管道振動方向。
測量過程
振動管設(shè)計(jì):
流量計(jì)采用U型、直管或Ω型等結(jié)構(gòu)的振動管。以U型管為例:
管道兩端固定,中部自由振動。
無流體時(shí),管道以固有頻率對稱振動,兩側(cè)電磁信號檢測器接收同相位信號。
流體流動時(shí)的相位差:
當(dāng)流體流經(jīng)振動管時(shí):
科里奧利力導(dǎo)致管道產(chǎn)生扭曲變形,兩側(cè)檢測器信號出現(xiàn)相位差(Δt)。
其中 K 為流量標(biāo)定系數(shù)。
信號處理與計(jì)算:
變送器通過測量相位差,結(jié)合標(biāo)定系數(shù)計(jì)算質(zhì)量流量。同時(shí),利用振動頻率變化測量流體密度,實(shí)現(xiàn)多參數(shù)輸出。
核心組件與功能
振動管:
作為敏感元件,將科里奧利力轉(zhuǎn)化為相位差信號。
材料需具備高強(qiáng)度、耐腐蝕和溫度穩(wěn)定性(如不銹鋼、鈦合金)。
電磁驅(qū)動與檢測器:
驅(qū)動線圈激發(fā)管道振動,檢測器捕捉振動信號。
采用非接觸式電磁檢測,避免機(jī)械磨損。
電子控制器:
處理振動信號,計(jì)算質(zhì)量流量、密度和溫度。
提供4-20mA、脈沖或數(shù)字通信輸出(如RS485、HART)。
影響因素與補(bǔ)償
流體物性:
密度與粘度:密度變化影響振動頻率,粘度改變阻尼特性,需通過溫度補(bǔ)償或軟件修正。
含氣量:氣體存在會干擾振動狀態(tài),需脫氣處理或選用多相流模型。
安裝條件:
應(yīng)力與振動:管道應(yīng)力或外部振動導(dǎo)致零點(diǎn)漂移,需穩(wěn)固支撐或柔性連接。
電磁干擾:遠(yuǎn)離變壓器、電動機(jī)等強(qiáng)磁場源(建議距離>5m)。
環(huán)境參數(shù):
溫度與壓力:內(nèi)置溫度傳感器補(bǔ)償溫度影響,壓力變化需通過密度修正。
優(yōu)勢:
高精度:液體測量精度±0.1%~±0.2%,氣體±0.5%。
多參數(shù)測量:同步輸出質(zhì)量流量、密度、溫度。
穩(wěn)定性:無活動部件,抗干擾能力強(qiáng)。
burkert寶德科氏力液體質(zhì)量流量計(jì)374108工作原理