微动质量流量计量表的工作原理

在仪器仪表行业有多种流量计，目前，已微动质量流zui计的国际标准正式公布。微动质量流量计是根据科里奥利加速度理论制成的流量计，其工作原理如图3一15所示.有一直管，以角速度w绕定轴O在平面内转动，管内有一质点rn沿着直管以速度v向外移动.由于质点m处在既有旋转运动，又有直线运动的体系中，因此它将获得两个加速度

分量:

①向心加速度a,，其值为rw^2（r为质点m到轴O的距离），方向指向轴O.

②切向加速度ac，其值为2uw。方向与a，垂直，它来自旋转管道，同时又对管道产生反作用力.这个反作用力就是科里奥利力，其计算公式为:

F=2muw （3一8）

式中:F为科里奥利力，N;,w为角速度，1/s;u为旋转系统中的径向速度，m/s,m为运动物体的质量,kg.

若流体的密度为p，则任何一段管道△x上的切向科里奥利力为:

△F=2pA△xuw （3~9）

式中:A为管道截面积。

式（（3一9）中，pAu为流体的自理狼流量，设为QM'则式（3一9）可表示为:

△F= 2w△xQm（3一10）

由上式可知，只要测出科里奥利力△F，就可知道质量流量Qm。这就是微动质量流量计的测量原理。

如何使作直线运动的物体同时又处于旋转系中，一直是个难题。后来人们用管道振动的方法来代替转动，研制出了微动质量流量传感器。

传感器结构如图3一16所示，由测量管、电磁驱动器和电磁（或光电）检测器三部分组成.传感器的敏感元件是测量管，测量管的结构形式各异，有U形管、直形管,S形管、Ω形管等，但测量原理相同。电磁驱动器通过激励线圈使测量管以其固有频率振动，流动的流体在振动管内产生科氏力，由于测量管流人侧和流出侧所受的科氏力方向相反，因而管子产生扭曲.在流入、流出两侧产生一个与质量流量成正比的相位差，该相位差通过电磁检测器或光电检测器转换成相应的电信号输出。