有的流量变送器，没有显示面板和操作键盘，只有 模拟量或频率量输出。在实际应用中需要另外配备二次 仪表和手操器实现参数显示、流量累积和操作组态。
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质量流量计测量原理与应用
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
3、流量传感器的测量管结构形式
科里奥利质量流量传感器的测量管有各种不同的结构 形式：
质量流量计测量原理与应用
CMF测量原理——CMF测量原理
F=2mω V
（1）
式中F和ω是矢量,m包含在长度L测量管中的质量(即半管中的流体质量)。
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图3.3.4测量管转动示意图
流体的入口和出口的速度矢量在方向上是相反的，如果从尾端观看这 个测量管是两个引线（在图3.3.4中从R—R轴线看进去），由在入口与出 口管线上的流体产生的力F1和F2在方向上是相反的，而大小相等。
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
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图3.2.3 典型的测量管管型图
质量流量计测量原理与应用
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF测量原理
CMF测量原理
1 、基本理论 2、 CMF测量原理 3、信号处理系统
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质量流量计测量原理与应用
CMF测量原理——基本理论
从1950年开始，科学家和工程师们花费了许多年试验、开发 质量流量仪表，借此消除容积测量的误差及昂贵不便的称重法。在 1970年后James.E.Smith—美国高准（Micro Motion）公司的创 始人成功地开发了第一个可应用于工业的质量流量计，科里奥利质 量流量计，它是根据科里奥利[Coriolis]效应原理研制而成的。 1984年James.E.Smith将所发明的“U”型振动管式的科里奥利质 量流量计(Coriolis Mass Flow—CMF)投入市场。
Fc=2ωV·△m Fc=Coriolis力 ω=旋转体的角速度
V=质点在旋转体中的经向速度
△m=质点的质量
上式表明,在旋转角速度一定的条件下,一个质点的Coriolis力 的大小与该质量的流速成正比。因此直接或间接测量在旋转管道中 的流体所施加的科里奥利力就可以测得质量流量。这就是CMF的基 本原理。
质量流量计测量原理与应用
CMF测量原理——CMF测量原理
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2、 CMF测量原理
以Micromotion的U型振动管为例，对Coriolis质量流量计的 测量做定量分析：
Micromotion的U型振动管，通常振幅小于1mm，
频率大约为80Hz.图3.3.3为振动中的测量管,流体
被强制接受管子的垂直动量,在管子向上运动的
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质量流量计测量原理与应用
质量流量计基本概念——仪表分类
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1、间接式质量流量计
（1） 压力温度补偿式差压流量计
（2） 压力温度补偿式体积流量计
2、直接式质量流量计
（1） 热式质量流量计（TMF）
a、 托马斯流量计
b、 边界层流量计
c、 旁路管流量计
（2） 冲量式质量流量计（冲板）
质量流量计测量原理与应用
质量流量计基本概念—仪表测量的不确定度
1、测量误差组成
流量测量误差出现的特点可分为系统误差、随机误差和疏忽误差。
2、测量的不确定度
（1） （2） （3） （4）
标准不确定度的A类评定 标准不确定度的B类评定 合成标准不确定度 扩展不确定度
（5） 测量不确定度计算与表示
3、流量测量的不确定度
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图3.3.5 由测量管尾端所显示泊流体力
质量流量计测量原理与应用
CMF测量原理——CMF测量原理
然而，由M产生的偏转被测量管的伸展弹力K所抵制，总之， 对于任何的扭转弹力，扭矩T定义为T=Kθ（5）由于T=M，现在通 过子。组合（4）与（5）式，质量流量qm能与偏转角度θ联系成相关式
（3） 差压式质量流量计（孔板+定流量泵）
（4） 双涡轮式质量流量计
（5） 科里奥利式
质量流量计测量原理与应用
质量流量计基本概念——仪表的测量特性
仪表的测量特性(静态特性和动态特性)
静态特性 ：
是指被测量的值处于稳定状态时的输入与输出的关 系。对静态特性的基本要求是：输入为零输出亦为零， 输出与输入成惟一的对应关系。
振动半周期时,流入仪表的流体向下压,抵抗管子
向上的力.反之,流出仪表流体存在向上的力,抗 图3.3.3振动中的测量管
拒管子对其垂直量的减少而把管子向上推。两个反作用力合成引起 流量测量管扭曲；这就是Coriolis效应。在振动的另外半周期，管 子向下运动而扭曲方向就相反。图3.3.4显示一个流体，经过一个测 量管，有一个质量m和速度V，它以相对O—O轴线的角速度ω旋转。 因而产生Coriolis：
（1）按照测量管的数量可将其分为单管型、双管型和连 续管型三种结构。
（2）按照测量管的形状可分为直管型和弯管型两大类。
目前，科里奥利质量流量传感器的检测振动管管形已 发展到二十多种。无论振动管形状如何，基本原理是一致 的，都是根据Coriolis效应原理测量流量质量的。
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质量流量计测量原理与应用
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1、基本理论
Coriolis效应是一种自然现象，于1835年在巴黎可尔[Ecole]工业 大学的数学教授Gaspard.Gustave de Coriolis定量的。Coriolis效
应可解释在地球表面上自由运动的物质为什么会看似弯曲运行在一
个转动参照系中当一个物体相对于该系而平移时，除了向心力外还 有另一个附加力作用在该物体上，这个力称为Coriolis力。例如设 参照系是一个以恒定角速度绕轴O而转动的圆盘（图3.3.1），其转 动方向图中矢量所示，当一个物体以速度V’沿半径运动时，就有一 个“惯性力”FK=2 V’ ·ωm作用于该物体上， 此力的方向垂直于V’，力FK就是 Coriolis力，此力即依赖于物体相对于
质量流量测量技术发展的重点是质量流量直接式测量方法，以 提高测量准确度，实现对各种介质在复杂环境条件下的高准确度、 高可靠的测量。在质量流量直接式测量方法中，科里奥利质量流量 计已经受到各方面用户的青睐。这是因为它能够高准确度的直接测 量管道内流体的质量流量，而且稳定度高，可靠性好，量程比大， 又适合应用于高粘度流体。
质量流量计测量原理与 应用
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2020/12/18
质量流量计测量原理与应用
质量流量计测量原理与应用
一、质量流量计基本概念 二、质量流量测量技术的发展 三、科里奥利质量流量计典型结构和工作原理 四、科里奥利质量流量计的应用
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质量流量计测量原理与应用
质量流量计测量原理与应用 ——质量流量计基本概念
当一个位于旋转体内的质 点作朝向或远离旋转中心的运 动时，将产生一惯性力， 图3.2.2表示这一原理。
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图3.3.2 旋转管道中的科氏
质量流量计测量原理与应用
CMF测量原理——基本理论
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当质量为m的质点以匀速V在一个围绕固定点O并以角速度ω旋 转的管道移动时，将沿着旋转的法线方向存在一个向心力 FFrc==ω2ω2rV··△△mm；，沿这着个切力线就方是向Co质ri点oli对s力管 壁 也 产 生 一 个 反 作 用 力 ，
(一) 仪表定义 (二) 仪表分类 (三) 仪表的测量特性 (四) 仪表测量的不确定度
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质量流量计测量原理与应用
质量流量计基本概念——仪表定义
质量流量计是对被测介质的流量进行连续 测量，测量结果是以公斤或吨等工程单位显示 出来的流量仪表。
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质量流量计测量原理与应用
质量流量计基本概念——仪表分类
转动参照系的速度V’，也依赖于参照
系转动的角速度ω。
图3.3.1
传动系
质量流量计测量原理与应用
CMF测量原理——基本理论
Coriolis质量流量计就是将 永恒的旋转运动变成了振动在 检测器有一个电磁驱动系统， 它驱动测量管以它固有的频率 振动，这就形成了一个转动参 照系，它的振动与调谐振音叉 相类似。
首先求的各参数A类和B类不确定度，然后进行合成标准不确定度和扩 展不确定度的计算。
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质量流量计测量原理与应用
质量流量测量技术的发展
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流量测量技术的发展与应用和需求是相互依存的，应用和需求 是推动流量测量技术发展的动力。
目前，质量流量的各种测量方法，包括间接式和直接式测量方 法，都有一定的应用。质量流量间接测量方法，因为引入了多个中 间参数的测量，然后进行运算和修正，因而积累误差较大，但因其 具有传统方式的继承性，用户又比较熟悉，在一些测量准确度要求 不高的场合，应用仍比较多。尤其是采用补偿式方式测量气体的质 量流量或气体标况体积方面的应用十分广泛。
表征静态特性的参数有：静态变换函数、静态特性曲线、 仪表系数、流出系数、流量范围（量程）、线性度、灵 敏度、迟滞、稳定性、零漂、重复性、精确度和压力损 失等。
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质量流量计测量原理与应用
质量流量计基本概念——仪表的测量特性
动态特性
是指被测量对象的输入值瞬态快速变化时，输出值 的时间响应或频率响应特性。
之后各国仪表厂相继开发生产。我国CMF的应用起步较晚， 设计生产CMF的厂家仅有太行仪表厂等，还有几家制造厂组建合资 企业采用国外技术组装生产销售质量流量仪表。
质量流量计测量原理与应用
科里奥利质量流量计典型结构和工作原理-CMF基本结构
科里奥利质量流量计一般由流量传感器和流量变送器组成。 1、流量传感器 流量传感器是一种基于科里奥利力效应的相位敏感 型谐振式传感器。该传感器由振动管、信号检测器、震 荡驱动器、支撑结构和壳体所组成。