科里奧利質量流量計的現狀與未來
2012-12-21
質量流量計現在受到用戶的青睞，是由于它能直接測量管道內流體的質量流量，而不必像過去那樣，分別測量被測流體的體積流量和密度，然后計算求得。此外，它的精度和穩定度較高，量程比也比較大，但是其性能價格比太高。對制造廠商而言，這是個利潤頗豐的產品，所以對此產品的開發、試制和推銷，一直是積極的。
柯氏質量流量計的原理，實質是利用一個彈性體的共振特性：隊友流體流動和無流體流動的振動（在共振區附近）的金屬管元件，測定其動態響應特性，求出此諧振系統的相位差（時間差）與質量流量之間的關系。而有流體流動的金屬管元件諧振的動態響應特性，與無流體流動的金屬管的動態響應特性之間的差別，是由于Coriolis效應引起的。所謂柯氏效應，是指當質點在一個轉動參考系內作相對運動時，會產生一種不同于通常離心力的慣性力作用在此質點上。其大小與方向可用2mvXw(公式)來表示。這是法國科學家Coriolis首先發現的。利用上述原理的彈性元件構成的流量計又稱為柯氏質量流量計。所以要在理論上分析、發展質量流量計，其難點實質上是來計算彈性金屬管的動態諧振特性。這主要是靠固體力學理論對彈性體作振動分析來確定。現有的文獻報道，一種是對撓性管進行動態響應分析。
從力學角度來看，對質量流量計進行設計，首先要選擇合適的一次感受元件，以便盡可能提高一次元件的Coriolis效應。這包括感受元件最佳形狀的選擇，以及彈性金屬管的最佳材料和壁厚的選擇。元件的形狀，大體上可以歸納為四類，即：彎管形和直管形；單管形和多管形（雙管形）。在選形時，其原則主要是要平衡所選的一次元件的性能，最佳使用范圍和成本這三個因素。一般地講，所選的形狀愈復雜，其Coriolis效應就愈高，但生產工藝和技術就愈復雜，因而其成本就愈高。通常一次元件總是歸屬于上述的四類中的兩類形式的結合：如彎管形和雙管形的結合。
在我國國內生產柯氏質量流量計，由于我國即將成為GATT的成員國，首先要注意知識產權問題，以避免引起法律糾紛。目前質量流量計的彈性元件之所以有各式各樣的形狀，主要是前一種幾何形狀出現后，后來發展的一次元件的形狀，必須避開已申請專利的這一形狀。在二次儀表的電路設計思想上，也要注意其中某些關鍵部分，有關生產廠家是否已申請專利備案，在二次儀表的外形設計和電路布置上也一定要趕在我國加入GATT前，盡快擺脫照抄或仿制階段，否則會引起知識產權的法律糾紛。此外，產品只有在形成一定的批量后，才能降低成本，具有競爭力，所以在我國國內獨立生產柯氏質量流量計問題，是任重而道遠的。
來源 http://www.for815.cn/
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