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科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性

一、 科氏力质量流量计工作原理

截取一根支管,流体在其内以速度V从A流向B,将此管置于以角速度ω旋转的系统中。设旋转轴为X,与管的交点为O,由于管内流体质点在轴向以速度V、在径向以角速度ω运动,此是流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上,在O点两边方向相反,大小相同,为:

δFc = 2ωVδm

因此,直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所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。

二、 科氏力质量流量计结构

早期设计的科氏力质量流量计的结构如图2所示。将在由流动流体的管道送入一旋转系统中,由安装在转轴上的扭矩传感器,来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。

在科氏力质量流量计产品设计中,通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的,因而均采用示测量管振动的方式替代旋转运动。以此同样实现科氏力对测量管的作用,并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的,而作用在测量管上各点的力是不同的,所引起的位移也各不相同,因此在测量管上形成一个附加的扭曲。测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差,就可得到流过测量管的流体的质量流量。

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