科氏力质量流量计是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理,以质量流量测量为目的的质量流量计,一般由传感器和变送器组成。科氏力质量流量计(简称科氏流量计)是一种基于科里奥利效应直接测量流体质量流量的高精度仪表,主要由传感器和变送器组成。其工作原理的核心是牛顿第二定律(F=ma):当流体流经振动管时,受科里奥利力作用导致管道发生相位差扭曲,通过检测该扭曲量即可计算质量流量。
测量原理:
一台质量流量计的计量系统包括一台传感器和一台用于信号处理的变送器。Rosemount质量流量计依据牛顿第二定律:力=质量×加速度(F=ma),当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时,质点受两个分量的加速度及其力:
(1)法向加速度,即向心加速度αr,其量值等于2ωr,朝向P轴;
(2)切向角速度αt,即科里奥利加速度,其值等于2ωV,方向与αr垂直。由于复合运动,在质点的αt方向上作用着科里奥利力Fc=2ωVm,管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时,任何一段长度Δx的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc: ΔFc=2ωVρAΔx (1)
式中,A—管道的流通截面积。
由于存在关系式:mq=ρVA
所以:ΔFc =2ωqmΔx (2)
因此,直接或间接测量在旋转管中流 动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。
故障分析:
流量/密度值跳变:管道集气或气液两相流--排气并增加背压。
无流量显示:供电异常/驱动线圈断路--检测电源电压及熔丝。
异常振动噪音:共振或外力干扰--加固支架/调整安装位置。
安全与注意事项:
安装前:吹扫管道确保无杂质,新建管线需在吹扫后安装传感器。
检修时:关闭阀门并排尽介质,确认压力归零再操作。
防爆场景:本安型变送器需置于安全区,传感器电缆≤200米。