科里奧利質量流量計介紹

科里奧利質量流量計（Coriolis Mass Flowmeter）簡稱科氏力流量計，是利用流體在振動管中流動時，將產生與質量流量成正比的科里奧利力的原理測量的。由于它實現了真正意義上的高精度的直接流量測量，具有抗磨損、抗腐蝕、可測量多種介質及多個參數等諸多優點，現已在石油化工、制藥、食品及其他工業過程中廣泛應用。 

科氏力質量流量計計量準確、穩定、可靠，在需要對流體進行計量或控制的場合選用較多，但其售價較高，在不需要計量及控制的場合一般選用其他質量流量計代替。科氏力質量流量計對于液體和氣體都可選用，但是在現場應用中，氫氣流量的測量一般都選用熱式質量流量計。 

1. 科里奧利質量流量計工作原理

科氏力流量計由傳感器和變送器兩大部分組成。其中傳感器用于流量信號的檢測，主要由分流器、測量管、驅動、檢測線圈和驅動、檢測磁鋼構成，如圖所示。

變送器用于傳感器的驅動和流量檢測信號的轉換、運算及流量顯示、信號輸出，變送器主要有電源、驅動、檢測、顯示等部分電路組成。所有流量計都必須人為地建立一個旋轉體系，以雙“U”型測量管傳感器為例，用電磁驅動的方法使“U”型測量管的回彎部分作周期性的微小振動。這相當于使“U”型管繞一個固定軸（OO 軸）作周期性時上時下的旋轉，其旋轉方向周期性的變化，像鐘擺一樣運動。“U”型管的出入口段被固定，這樣就建立一個以“U”形管出入口段為固定軸的旋轉體系。傳感器力學分析如圖所示。

當測量管向上振動但無流體流過時，運用右手螺旋法則，四指指向旋轉方向，則大拇指指向的方向為外加驅動的圓頻率ω。當流體流入“U”形管時，由于慣性，流體將反抗“U”形測量管強加給它的垂直動量的改變：在“U”形管的入口段，在管子向上振動期間，流體將壓管子向下，而在“U”形管的出口段，流體將推管子向上，于是測量管被扭曲如圖所示。

這就是科里奧力的作用結果。右手定則可以確定科里奧力的方向，當大拇指代表ω 方向，食指代表V方向，則中指的反方向即為科氏力Fc 的方向。在圖2中，Fc′和的箭頭表示科氏力的方向。當“U”形管被向下驅動時（ω 方向反向），則Fc 和Fc′ 亦反向。通過力學公式推導，可得到質量流量的表達式如式（1）所示：

1. 科里奧利質量流量計的選用

由于科里奧利質量流量計是一種直接式質量流量計，因而具有許多其他流量計*的優點： 

（1）實現了真正的、高精度的直接質量流量測量。精度一般可達0.1％～0.2％，重復性優于0.1％。 

（2）可以測量多種介質，如油品、化工介質、造紙黑液、槳體及天然氣等。 

（3）流體的介質密度、黏度、溫度、壓力、導電率、流速分布等特性對測量結果影響較小。 

（4）無可動部件，流量管內無障礙物，便于維護。 

科氏力流量計的選擇一般主要考慮其性能和可靠性。性能包括各種指標，如準確度、量程利用率、壓力損失和量程能力等。可靠性需要實踐的檢驗。 

準確度主要包括：偏差、重復性、線性和回滯。有3種描述方式：流量百分比準確度、滿量程準確度和帶零穩點穩定度的準確度。不同的廠家可能以不同的方式給出，比較時應考慮到這一點。其中帶零點穩定度的準確度更能體現科氏力流量計在整個流量范圍內的準確度，因為零點穩定度表示了流量計測量實際零流量的能力。

根據操作條件和傳感器的zui大流量，預選出傳感器的規格（公稱管徑），計算出壓力損失是選型工作的一個重要環節。不實際的高流量會引起高的壓力損失，但由于靈敏度高，準確度就好。相反，低流量會使壓力損失降低，靈敏度低，準確度較差。所以，選擇的時候要綜合考慮，在盡可能低的壓力損失下得到高的流量靈敏度和準確度。 

量程能力（相對mA 輸出，zui大量程和zui小量程的比值）也是一個考慮因素。如果使用mA 輸出信號的話，與許多其他常規儀表的選擇一樣。量程利用率（額定流量與瞬時流量的比值）也很重要，一般可通過廠家給出的科氏力流量計在各種流速下的量程利用率、壓力損失和準確度曲線來計算其在給定應用中的性能。

科里奧利質量流量計的安裝 

3、從質量流量計的工作原理可知，流量計的安裝有以下一些要求： 

（1）傳感器和變送器出廠前是配套標定的，安裝時須一一對應。如果更換了變送器，又沒有重新配套標定，雖可通過組態重新輸入使系統參數運行，但卻可能產生一定的系統誤差。 （2）傳感器、變送器及電纜安裝應盡量避免電磁干擾，如遠離大型電動機、繼電器等。 （3）傳感器振管內應保證充滿被測介質，盡量避免夾氣。例如，可在流量計前安裝消氣器，提高出口備壓等；針對不同性質的被測介質，有T 型、倒T型及旗式等3 種安裝方式。 （4）為保證流體均勻、均質地通過振管，傳感器應安裝在節流裝置、阻流元件之前，或是安裝在一定長度的直管段之后。 

（5）傳感器法蘭前后6～10倍管徑長度處必須加裝具有足夠剛度和質量的支撐，且支撐必須與管線可靠固定，避免管道振動干擾振管振動，引起測量誤差。 

（6）安裝時傳感器與管道要同軸對準，無論軸向還是徑向，均應盡量做到無應力安裝。 綜上所述，科氏力流量計是一種新型的流量測量儀表；它具有其它流量計所沒有的一些優點，測量精度僅與傳感器左右檢測時間差信號有關，因此在很多領域得到了越來越廣泛的應用。但使用環境振動不能太大，且要正確地設計選型及安裝。