微動質量流量計的工作原理

在儀器儀表行業有多種流量計，目前，已微動質量流zui計的標準正式公布。微動質量流量計是根據科里奧利加速度理論制成的流量計，其工作原理如圖3一15所示.有一直管，以角速度w繞定軸O在平面內轉動，管內有一質點rn沿著直管以速度v向外移動.由于質點m處在既有旋轉運動，又有直線運動的體系中，因此它將獲得兩個加速度

分量:

①向心加速度a,，其值為rw^2（r為質點m到軸O的距離），方向指向軸O.

②切向加速度ac，其值為2uw。方向與a，垂直，它來自旋轉管道，同時又對管道產生反作用力.這個反作用力就是科里奧利力，其計算公式為:

F=2muw （3一8）

式中:F為科里奧利力，N;,w為角速度，1/s;u為旋轉系統中的徑向速度，m/s,m為運動物體的質量,kg.

若流體的密度為p，則任何一段管道△x上的切向科里奧利力為:

△F=2pA△xuw （3~9）

式中:A為管道截面積。

式（（3一9）中，pAu為流體的自理狼流量，設為QM'則式（3一9）可表示為:

△F= 2w△xQm（3一10）

由上式可知，只要測出科里奧利力△F，就可知道質量流量Qm。這就是微動質量流量計的測量原理。

如何使作直線運動的物體同時又處于旋轉系中，一直是個難題。后來人們用管道振動的方法來代替轉動，研制出了微動質量流量傳感器。

傳感器結構如圖3一16所示，由測量管、電磁驅動器和電磁（或光電）檢測器三部分組成.傳感器的敏感元件是測量管，測量管的結構形式各異，有U形管、直形管,S形管、Ω形管等，但測量原理相同。電磁驅動器通過激勵線圈使測量管以其固有頻率振動，流動的流體在振動管內產生科氏力，由于測量管流人側和流出側所受的科氏力方向相反，因而管子產生扭曲.在流入、流出兩側產生一個與質量流量成正比的相位差，該相位差通過電磁檢測器或光電檢測器轉換成相應的電信號輸出。