科氏質量流量計研究和發(fā)展趨勢CoriolisMassFlowmeter整理ppt概述在工業(yè)過程控制中，常需要對流體流量進行測量，流量測量的儀表有很多種，如孔板配合差壓變送器、渦街流量計、渦輪流量計等。近年來發(fā)展起來的新型流量計，有電磁流量計、超聲波流量計、質量流量計等?？评飱W利質量流量計，或者簡稱科氏質量流量計，英文CoriolisMassFlowmeters,縮寫CMF。整理ppt流量（flowrate)就是在單位時間內流體通過一定截面積的量。這個量用體積來表示稱為瞬時體積流量（）,簡稱體積流量（也稱容積流量），用流體的質量來表示稱為瞬時質量流量（），簡稱質量流量流量計簡介整理ppt電磁流量計

整理pptFV-602FV-606FV-607FV-610FV-615FV-620

LowCostAll-plasticVortexMetersForLiquidsOnlywithFlowsAsLowAs0.6Gpm

渦街流量計

VortexSheddingFlowmeters

整理ppt渦街流量計原理及應用1、渦街流量計(又稱漩渦流量計),是一種新型的流量儀表,從70年代末出現(xiàn)至今,相繼出現(xiàn)了熱敏式、壓敏式、應力式、超聲式、電容式等各種形式。2、渦街流量計是利用流體力學中卡門渦街的原理制作的一種儀表。當在流體流動的管道中放入一個柱體障礙物(漩渦發(fā)生體)時,在發(fā)生體下游的兩側就會交替地產生漩渦,這些漩渦就是卡門漩渦,也稱卡門渦街。整理ppt渦街流量計原理及應用對于渦街流量計,在一定雷諾數(shù)范圍(10^4～7×10^6)內,下列方程成立:ｆ=St×ｖ/ｄ式中f:發(fā)生體一側產生的卡門渦街頻率；t:斯特勞哈爾數(shù)(無量綱數(shù))；v:流體的流速；ｄ:漩渦發(fā)生體的寬度卡曼渦街整理ppt渦街流量計原理St的值與漩渦發(fā)生體寬度ｄ和雷諾數(shù)Re有關。當雷諾數(shù)Re<2×10^4情況下,St為變數(shù);當Re在2×10^4～7×10^6的范圍內,St值基本保持不變,這段范圍為流量計的正常測量范圍。斯特勞哈爾數(shù)和雷諾數(shù)的關系整理ppt渦街流量計原理在漩渦發(fā)生體寬度ｄ和斯特勞哈爾數(shù)Ｓｔ為定值時,漩渦產生的頻率ｆ與流體的平均流速Ｖ成正比。因此,可以從漩渦產生的頻率ｆ求出流體的平均流速Ｖ。同樣也可以得到流量為Ｑ=ｆ/ｋ式中:Ｋ為流量計的流量系數(shù),其物理意義是每升流體的脈沖數(shù)。當流量計的管道內徑Ｄ和漩渦發(fā)生體寬度ｄ為確定值時,Ｋ值隨之而確定。整理ppt在一定的雷諾數(shù)Ｒｅ范圍內,流量Ｑ與漩渦的頻率ｆ成線性關系,只要測量出漩渦的頻率ｆ就能求得流過流量計管道流體的體積流量。渦街流量計特點：結構簡單,檢測元件不接觸介質,可測腐蝕性、較臟介質,無運動件,可靠性高,耐用性強,使用命壽命長,基本上無需維護。整理ppt卡門渦街流量計的優(yōu)缺點其優(yōu)點是:1.儀表的標定系數(shù)不受流體壓力、溫度、密度、粘度及成分變化的影響,在更換檢測元件時不需重新標定;2.量程比大,液體為15∶1,氣體為30∶1;3.管道口徑不受限制,范圍很寬,為(25～2700)mm;4.壓力損失相當小;5.輸出的電信號與流量成線性關系,準確度較高,誤差可≤±1;6.安裝簡便,維修量小,故障極少。整理ppt其缺點是:1.流速分布變動及脈動流將影響測量準確度,儀表上下游有直管段要求(前20D,后5D),必要時應在上游側加裝整流片;2.測量元件被污染后將影響測量結果,應定期用汽油、煤油、酒精對元件進行清洗。整理ppt超聲波流量計

UItrasonicflowmeter(Transmissionspeeddifferencemethod)

向流體發(fā)射超聲信號，接收受到流體流動影響之后的超聲信號，由檢測結果解算出流量的計量器具。目前主要有兩種測量方法即時差法（傳播速度差法）和多普勒法。

整理ppt超聲波多普勒流量計

UltrasonicDopplerFlowmeters多用于固體液體兩相流，或者氣體液體兩相流的測量。整理ppt熱質量流量計工作原理

熱質量流量計利用熱擴散技術的原理實現(xiàn)流體質量流量的測量。熱質量流量計的測量傳感器元件由兩個溫度檢測元件組成。采用工業(yè)基準級鉑熱電阻(ＲＴＤ),一個帶有低功率加熱源而被加熱的ＲＴＤ稱為主ＲＴＤ,一個未被加熱的ＲＴＤ稱為參比ＲＴＤ。兩個ＲＴＤ溫度相比較有溫度差(ΔＴ)。在流量為零時,兩個ＲＴＤ溫度差最大,隨著元件流量增加,帶走主ＲＴＤ的熱量增加,主ＲＴＤ傳感器被冷卻,兩個ＲＴＤ溫度差減小。這個溫度差實際上是質量流量值的對數(shù)函數(shù)。該溫度差信號經線性電路轉換成4～20ｍＡＤＣ或1～5ＶＤＣ的輸出信號。

整理ppt整理ppt熱質量流量計特點熱質量流量計作為新型的氣體流量儀表,可以取代孔板、文丘里管、阿紐巴流量元件等,直接測量氣體質量流量。熱質量流量計的特點有：①測量可靠性高;②壓力損失小;③無活動部件;④量程比寬;⑤響應速度快;⑥測量精度高;⑦重復性好;⑧無需溫度、壓力補償。特別是在大管徑、低流速、間歇流量、流量變化范圍大、微小流量測量時,具有更大的優(yōu)越性。整理pptWhat’sCoriolis?什么是科里奧利？CoriolisforceappearsinthepaperSurleséquationsdumouvementrelatifdessystèmesdecorps(1835).HeshowedthatthelawsofmotioncouldbeusedinarotatingframeofreferenceifanextraforcecalledtheCoriolisaccelerationisaddedtotheequationsofmotion.1835年法國數(shù)學家科里奧利Gaspard-GustavedeCoriolis在他的論文中指出了如果在運動方程中加入科氏（哥氏，柯氏）加速度（Coriolisacceleration），則運動定律可以應用于運動參考系。與科氏加速度相對應則有科氏力（Coriolisforce）。有關科里奧利效應的例子：地質，探礦，飛行器和航海的慣性導航，氣象，火箭彈道，飛行器航線（軍事），飛行員（航空航天醫(yī)學），流體測量（氣體，液體，兩相流，固體粉末的流量和密度）等。整理ppt旋轉木馬上的小孩

Akidonamerry-go-round小孩坐在旋轉木馬上，扔出一個球。現(xiàn)只考察(水)平面上發(fā)生的事情。站在地面上我們觀察，球的運動軌跡是一條直線，如圖所示。站在小孩的角度，球是按照什么軌跡運動的？如圖所示，球按照曲線運動。站在小孩的角度，計算等效力比較棘手，但結果卻非常簡單，特別是采用矢量記號?？蚣埽ㄐD木馬和小孩）的旋轉角速度矢量；球相對于框架的速度；科氏力包含兩項，徑向和切向整理ppt用科氏力解釋地球上的風不直線吹？由于氣壓差迫使風以直線行進，實際上,地球上之風是彎曲的行進。1835年法國科學家Gustave-GaspardCoriolis首先發(fā)現(xiàn)此一現(xiàn)象，為紀念他的發(fā)現(xiàn)故取名為"科氏效應"，有時亦稱"科氏力"。此一現(xiàn)象猶如你用一只尺在一各轉動的紙盤上劃一直線，但結果則是一條彎曲的線（如上圖）。就如風從高壓區(qū)吹向低壓區(qū)時，地球也不斷的在旋轉，迫使風的行徑彎曲。整理ppt在北半球，風偏向它行進的方向的右方彎曲。在南半球則向左彎曲。科氏力在赤道上為0，在兩極最大。科氏力只會改變物體運動之方向，但不會改變它的速度。值得注意的是，科氏效應只會影響大范圍（尺度）的運動，例如風之運動、飛機長程之航行、洲際飛彈之航程，均需將科氏效應考量進去，否則是不會準確到達目的地。整理ppt有關科里奧利效應的例子壓電平板微機械陀螺

微機械壓電振動陀螺材料：PZT薄膜極化方向：沿厚度z方向在極化方向上施加交流激勵電壓，將產生厚度伸縮振動當有繞y軸的角速度時，由于哥氏效應，哥氏力作用在振子xz平面上，產生剪切應力。由PZT的壓電方程可知，在x方向將產生一正比于輸入角速度大小的感應電壓。整理ppt科里奧利錯覺與科里奧利反應在飛行中,飛機繞一旋轉軸轉動時(如盤旋、橫滾和螺旋等),若艙內飛行員的頭部也同時作位移或轉動運動,或者飛行器同時繞兩個或三個軸作轉動運動的情況下(如做半筋斗橫滾等特技動作時),飛行員(頭部)就會獲得一種特殊的加速度,稱“科里奧利加速度”。這種加速度因最先為法國工程師和數(shù)學家Coriolis所確定而得名。整理ppt飛行員受此加速度作用時所感受到的翻轉、滾轉或旋轉的復合感覺就稱為科里奧利錯覺(Coriolisillusion)。當科里奧利加速度作用于人體時產生的相應慣性力稱為“科里奧利力"。此力作用于前庭器官即引起各種科里奧利加速度生理效應(Corioliseffects),稱為科里奧利反應(Coriolisreaction),包括:前庭知覺反應,主要是眩暈和錯覺;前庭軀體反應,如眼震、骨骼肌緊張度改變和軀體向一側傾斜等;前庭植物神經反應,如發(fā)熱感、面色蒼白、出汗、唾液分泌增加、惡心和嘔吐等。整理ppt科里奧利錯覺在科里奧利反應中較先發(fā)生,僅次于眼震,以后再相繼出現(xiàn)發(fā)熱感、頭暈、出汗、面色蒼白、惡心和嘔吐等植物神經癥狀。據(jù)報道引起錯覺的科里奧利加速度閾值僅為0.010～0.042cm/s^2。調查顯示:有50%的飛行員在飛行中體驗過這種錯覺。F-16、蘇-27為代表的高性能戰(zhàn)斗機,具有持續(xù)高加速度(+GZ)、高加速度增長率、高角加速度的特點,更易導致飛行中嚴重的科里奧利錯覺的發(fā)生。嚴重危害飛行安全。整理ppt什么是科里奧規(guī)律？

WhatistheCoriolisPrinciple?

整理ppt科氏力(CORIOLISFORCE)質量M沿著路徑B從中心向著旋轉圓盤的邊緣運動，質量M由管壁A導引。施加到管壁上的科氏力可以表示如下：:Fc=-2MVW整理ppt科氏加速度（Coriolisacceleration）當牽連運動是任意規(guī)律的定軸轉動時，點的加速度中將包含科氏加速度。稱為哥氏定理。設動點M在圓盤上半徑是r的圓槽內相對于圓盤以大小不變的速度vr作圓周運動，同時圓盤以勻角速ω繞定軸O轉動。哥氏加速度整理ppt相對運動：動點M對于圓盤的勻速圓周運動。相對速度是vr；相對加速度，方向指向圓心O，大小等于整理ppt牽連運動：圓盤以勻角速率ω繞定軸O的轉動，它攜帶著動點M。動點M的牽連速度等于圓盤上與動點瞬時相重合之點E的速度牽連加速度，方向指向軸O，大小等于整理ppt絕對運動：M作半徑等于r的圓周運動。由于vr與ve同方向，所以點M的絕對速度的方向垂直于OM，大小為點M的絕對加速度，方向指向軸O，大小等于整理ppt科氏加速度整理ppt科氏質量流量計Coriolis力是由法國數(shù)學家GustaveCoriolis于19世紀發(fā)現(xiàn)的，自50年代起，人們就嘗試將Coriolis力原理用于質量流量測量，70年代末，MicroMotion公司正式推出了基于Coriolis力原理的實用化諧振式CMF，此后的CMF都采用了與此相似的工作原理。整理ppt目前,已投入實際應用的ＣＭＦ的主要性能如下：①可測流體種類:液體、含少量氣體或固體的液體、部分氣體;②流量測量范圍:一般5∶1～10∶1,最高150∶1;③流量測量精度:基本誤差±0.10%～±0.2%讀數(shù)值,零點不穩(wěn)定性誤差0.01%～0.04%滿量程值;④適用管徑:中小管徑,一般不超過150ｍｍ;⑤補償:可實現(xiàn)溫度和壓力補償;⑥輸出信號:電流、頻率或脈沖,并可與計算機通信。整理ppt應用概況CMF主測量參量是質量流量，第二測量參量是流體密度，還有附加測量參量流體溫度。此外，從質量流量和流體密度衍生出測量體積流量，雙組分溶液中溶質的濃度或不相溶第二組分濃度，液固雙相流中固相含量。CMF應用最多的是需要考核質量（不是品種的質量，是mass）為目標的計量總量或控制/測量流量，具體說有：貿易結算交接計量或企業(yè)內部核算計量；批量生產（batchprocess）材料的分批計量（替代以前費工費時的稱重計量）；管道混合（blending）的控制。整理ppt密度是CMF測量的第二參量，在生產過程中做品質指標控制，如溶液稀釋程度，交接時防止賣方有意稀釋；在溶液中求取溶質濃度，測量溶液中溶質流量或總量，如油井中流出油水混合液中油的產量；辨別流動中液體種類，分路發(fā)送，如區(qū)分管系成品液和清洗液交替流動，分送下游不同管道。CMF早期僅用于液體，然后擴展應用于高壓氣體，到90年代初才有適用于中壓氣體的儀表。據(jù)MicroMotion公司稱：迄1997年該公司已有7500臺CMF應用于氣體，其中服務于壓縮天然氣汽車加注站的CMF有6000臺。整理pptCMF應用于高壓天然氣汽車加注站已趨成熟，漸成共識。OIML（國際法制計量組織）為此制訂“國際計量規(guī)程”，2000年1月發(fā)出第1稿委員會草案征求意見。在我國中國測試技術研究院開發(fā)的CMF亦于1996年試用于汽車加注站，迄1999年已裝用了數(shù)十臺。國外一市場分析公司對CMF應用于各產業(yè)分布的估計：石油化工占57%，能源和公用事業(yè)18%，食品飲料和醫(yī)藥工業(yè)14%，其他11%，其中食品醫(yī)藥占有相當比例。在國內應用較多的產業(yè)是資金雄厚的石油、化工、能源等業(yè)，而食品工業(yè)用得很少。整理pptCMF分類CMF發(fā)展到現(xiàn)在已有30余系列，其主要區(qū)別在于流量傳感器測量管結構上的創(chuàng)新；提高儀表精度、穩(wěn)定性、靈敏度等性能；增加測量管橈度、改善應力分布、降低疲勞損壞；加強抗振動干擾能力等。因而，測量管出現(xiàn)了多種形狀結構，因此本節(jié)僅就不同角度作分類和討論：按測量管形狀分類，有彎曲形和直形；按測量管段數(shù)分類，有單管型和雙管型；按雙管型測量管段的連接方式分類，有并聯(lián)型和串聯(lián)型；按測量管流體流動方向和工藝管道流動方向間布置方式分類，有平行方式和垂直方式。整理ppt按測量管形狀分類（1）彎曲形：首先投入市場是U字型，現(xiàn)在已開發(fā)并繼續(xù)生產的形狀有Ω字型、S字型、B字型、圓環(huán)型、長圓環(huán)型等。設計成彎曲形狀是為了降低剛性，與直形管相比可以采用較厚管壁；但易積存氣體和殘渣而引起附加誤差。整理ppt2）直形：直形測量管CMF不易積存氣體及便于清洗。垂直安裝測量漿液時，固體顆粒不易在暫停運行時沉積于管內。流量傳感器尺寸小，重量輕，但管壁相對較薄，測量值受磨蝕影響相對顯著。但近年原制造彎曲形CMF的企業(yè)紛紛開發(fā)直管形，直管形系列有增加的趨勢。整理ppt按測量管段數(shù)分類測量管段是流體通過各自振動并檢測科里奧利力劃分的獨立測量管。（1）單管型：初期開發(fā)的產品是單管型，因易受外界振動干擾影響，后多趨向于雙管型以相互抵消振動影響。但近年開發(fā)新型號又有轉向單管的趨勢。（2）雙管型：雙管型可降低外界振動的敏感性，容易實現(xiàn)相位差的測量。整理ppt按雙管型測量管段的連接方式分類（1）并聯(lián)型：流體流入傳感器后經上游管道分流器（mainfold）分成兩路進入并聯(lián)的兩根測量管段，然后經與分流器形狀相同的集流器進入下游管道。分流器要盡可能等量分配，但使用過程中分流器沉積粘附異物或磨損會改變原流動狀態(tài)，引起零點飄移，產生附加誤差。（2）串聯(lián)型：流體流過第一測量管段經導流塊引入第二測量管段。本方式不會產生因分流變化所引起的缺點，適用于對切變敏感的流體。整理ppt按測量管流體流動方向和工藝管道流動方向間布置方式分類（1）平行方式：測量管的布置使流體流動方向與工藝管道流動方向平行，采用這種方式的型號較多。（2）垂直方向：測量管道布置得與工藝管道垂直，流量傳感器整體不在管道振動干擾作用的平面內，抗管道振動干擾的能力強。整理ppt典型U型科里奧利質量流量計結構整理pptU型科氏質量流量計結構整理pptU型科氏質量流量計外形RCCTIntegralSeriesRCCSRemoteSeries整理pptU型管科氏流量計激振和拾振器整理ppt有、無流體流動時的管道振動對比NoFlow:

ParallelDeflectionMassFlow:

CoriolisTwist整理ppt時間差Nowconsiderthediagrambelow.ThebaselinedeflectionofthetubesfromtheDriverisshownbythebluetrendandtheCoriolisTwistfromthePickupCoilisdesignatedbytheredtrend.整理pptU型管科氏流量計質量流量方程

MassflowequationM=Massflowrate質量流量Ac=AmplitudeofCoriolisoscillation科氏振動幅度Ae=Amplitudeofexcitationoscillation激勵振動幅度Ac/Ae=PhaseAngle相位角Sk=Sensorconstant(calibrationconstant)傳感器常數(shù)(校準常數(shù))=Sk(20℃)(1+Sktx(T-20℃℃))temperaturecorrectionSk(20℃)=Sensorconstantat20℃?zhèn)鞲衅鞒?shù)fv=Excitationfrequency激勵頻率Skt=Temperaturecorrectioncoefficient(materialconstant)溫度校正系數(shù)，材料系數(shù)整理pptU型管科氏流量計密度方程p=Density密度fI(20)=Excitingfrequencyoftheemptytubesat20℃空管激勵頻率fv(20)=Excitingfrequencyofthefilledtubesat20℃有流體時管道激勵頻率KD=Densitycalibrationconstant密度校準常數(shù)fv(20)=fv/(1+FKT(T-20℃))temperaturecorrectionoftheactualfrequency實際頻率的溫度修正FKT=Temperaturecorrectioncoefficient,dependingonmaterialandsize溫度修正系數(shù)，與材料和尺寸有關整理ppt單直管科氏流量計美國MicroMotion(branchofFisher-Rosemount)整理ppt單直管科氏流量計外形Mfm4085MFM4085K和F(G+系列)mfm3081MFM3081K和F(E系列)整理ppt單直管科氏流量計剖視圖整理ppt科氏質量流量計的特點優(yōu)點

CMF'sAdvantages直接測量得到質量流量，而不是靠推導的方法來求得.有很高的測量精確度可測流體范圍廣，包括高粘度液的各種液體，含有固形物的漿液，含有少量均勻分布氣體的液體，有足夠密度的氣體（壓力較高的氣體）。主要用于測量液體、懸浮液、乳濁液和氣體的質量流量、密度和溫度。整理ppt測量管的振幅小，可視作非活動部件；測量管內無阻礙件或活動件。對迎流流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。流量測量值對流體粘度不敏感，流體密度對流量測量值的影響極微。CMF可作多參數(shù)測量。測質量流量的同期可測流體密度和溫度，還可衍生測量體積流量、溶質濃度、液固雙相流體（或不相溶雙組分液體）異相（或異成分）的含量。此外還可確定累積流量、體積流量、流動方向、和濃度等。整理ppt單直管科氏質量流量測量原理

Measuringprinciple測量管為兩端固支的薄壁彈性管,當在管中間施加激振力Ｆ=Ａ·sinωｔ時,在兩支承點間產生對稱于中點的主振動。若有流體流過測量管,則在管