科里奥利流量计
当流体流过测量管时,如果测量管以一定频率振动,则振动的测量管相当于以恒定速度旋转的参考系。
因为流体和测量管具有相对运动,所以它们受到科里奥利力的作用。
图1科里奥利流量计测量管的力测量示意图如图1所示。
该力沿相反方向作用于测量管的相对侧,导致测量管变形。
流体的质量流量与该扭转角度成比例。
因此,只要测量扭转角,就可以获得流体的质量流量。
通过适当的测量电路和加工方法设计二次流量计,测量扭转角,得到流体质量等参数。
科里奥利流量计由主仪器和辅助仪器组成,其中一个包括测量管,传感器和振动激励器,以及辅助仪器,它是仪器输出信号的处理系统。
目前市场上有许多类型的科里奥利流量计。
从仪器的结构,有直管,U形管,S形管,Ω形管,双梯形管,螺旋管,Δ形管等。
每种类型的测量管都有一个管,双管和多管。
对于每种类型的管,测量精度和价格水平是不同的。
用户可以选择安装环境,清洁方法和压力损失要求。
1)其抗腐蚀,防污,防爆,耐磨等问题得到了满意的解决,可以测量各种介质,如油,化学介质,造纸黑液,浆液,气体,固体颗粒流体和高粘度物体。
2)管道无障碍,无活动部件,故障因素少,易于清洁,维护和维护。
3)安装方便,各种尺寸传感器管的入口和出口方向可任意调节:使用方便,无需配置进出口直管段。
4)测量多相流体更容易。
5)多参数测量,在测量质量流量的同时,可以获得同时的体积流量,温度和密度;如压力,温度,密度和粘度以及流速分布都不敏感。
基于以上优点,科里奥利质量流量计已成为研究最多,最有前景的直接质量流量测量仪器,市场需求也在不断增加[5]据统计,世界装机容量估计为11-13万台。
1991年,1992 - 1993年欧洲市场容量约为8,000-10,000台,约为50万台。
英镑/年,2003年全球流量计销售额为30亿美元,其中CMF为2.35亿美元,占8%。
中国的CMF应用起步较晚,并且在20世纪80年代中期开始向技术改造办公室引进带有少量仪器的成套设备。
必须在一个单元中导入一定数量。
到1997年,CMF装载量将在3,500至4,500个单位之间。
根据分析,在本世纪头几年,CMF在国内市场的年均增长率将达到25-30%。
逐步与国际市场保持一致,进入高增长的产品增长期。
但毫无疑问,国内绝大多数CMF仍然依赖进口,而且价格昂贵,一般在5000-10000美元/台,150mm直径在3万美元/台。
外国制造商在CMF技术方面具有绝对优势。
一些真正掌握CMF设计原理和技术的公司,尤其是流量传感器设计原理和技术的核心技术,都是非常机密的,并实施严格的技术。
垄断,这就是CMF产品仍然保持高附加值的原因,而这种情况还将继续。
美国,英国和其他西方发达国家的科里奥利质量流量传感器的研究和生产处于国际领先地位。
主要的研发单位包括美国的高准公司和德国的E + H.主要研究重点是测量管结构设计,模型分析,振动分析和抑制以及测试。
验证等方面。
例如,作为科里奥利质量流量传感器行业的领导者 - 美国高准公司推出了MVD(多变量数字)技术数字变送器,以进一步提高产品性能,图4显示了美国高准微型科里奥利质量流量计;英国克兰菲尔德大学的G.Sltan和J.Hemp使用振动梁理论进行了U型管科里奥利质量流量传感器建模,并通过了水和煤油介质。
通过实验研究质量流量。
Storm.R等。
通过建立直管CMF模型,分析了流体,工作环境和安装应力对CMF测量的影响。
得到的结果与理论计算结果基本一致。
Cheesewright .R等。
利用流固耦合原理建立CMF动态模型,分析了CMF传感器的动力学特性。
同时,Cheesewright.R还分析了外部振动对CMF传感器测量精度的影响,并提出了一些抑制外部耦合振动的理论方法。
此外,国家工程实验室(国家工程)实验室的RWatt也使用有限元方法研究直管科里奥利流量传感器。
国产科里奥利质量流量传感器的研究趋势方兴未艾。
主要研究单位集中在大学和一些企业。
例如:北京航空航天大学,合肥工业大学,太原太行交通工程有限公司,北京首科石油化工有限公司,北京科力博奥仪器科技有限公司等。
主要研究重点是测量管设计,传感器闭环系统实现,传感器输出相位差信号解决方案等方面。
例如,北京航空航天大学范尚春教授领导的研究小组长期致力于传感器管优化设计,传感器数字闭环系统实现,传感器振动信号解耦和全数字信号处理方法。
,取得了一批创新研究成果;由肥城理工大学自动化研究所徐克军教授领导的研究小组对科里奥利质量流量传感器的信号处理做了大量研究工作。
太原太行交通工程有限公司与北京航空航天大学合作设计自主知识。
“T-结构”是指“T-结构”。
产权测量管状结构,提高了传感器的测量灵敏度。