科里奧利流量計(jì)是什么結(jié)構(gòu)?
時(shí)間:2019-10-24 01:10:46
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科里奧利流量計(jì)的設(shè)計(jì)使用U型管,該U型管將流體流重定向回旋轉(zhuǎn)中心。
U型管的彎曲端被電磁力線圈(如音頻揚(yáng)聲器上的力線圈)強(qiáng)迫來(lái)回?fù)u動(dòng),而軟管末端錨定到固定的歧管上:
科里奧利流量計(jì)
如果管內(nèi)的流體處于停滯狀態(tài)(無(wú)流量),則管將在施加的力的作用下簡(jiǎn)單地來(lái)回振動(dòng)。
但是,如果流體流過(guò)管,則運(yùn)動(dòng)的流體分子在從錨定的基座移動(dòng)到管的圓形端部時(shí)將經(jīng)歷加速,然后在回到錨定的基座中時(shí)經(jīng)歷減速。新質(zhì)量的不斷加速和隨后的減速會(huì)產(chǎn)生科里奧利力,從而改變管的運(yùn)動(dòng)。
該科里奧利力導(dǎo)致U型管組件扭曲。從錨固的基部到末端帶有流體的管部分趨向于運(yùn)動(dòng)滯后,因?yàn)樵谠摴芏沃械牧黧w分子被加速到更大的橫向速度。
從末端攜帶流體到錨定基部的管部分趨向于運(yùn)動(dòng),因?yàn)檫@些分子正在減速回到零橫向速度。隨著通過(guò)管道的質(zhì)量流率的增加,扭曲程度也隨之增加。
通過(guò)監(jiān)視這種扭曲運(yùn)動(dòng)的嚴(yán)重性,我們可以推斷出穿過(guò)管的流體的質(zhì)量流率:
為了減少科里奧利流量計(jì)的振動(dòng)量,更重要的是減少流量計(jì)上可能受到的外部振動(dòng)的影響,兩個(gè)相同的Utube彼此相鄰并以互補(bǔ)的方式搖動(dòng)(始終以相反的方向移動(dòng)) )。
套管扭曲的測(cè)量是從一根管到另一根管的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而不是在管與流量計(jì)的固定外殼之間的運(yùn)動(dòng)。
這(理想情況下)消除了推斷流量測(cè)量中的任何共模振動(dòng)的影響:
從末端看,管子的搖晃和扭曲是這樣的:
制造商要格外小心,以確保兩根管子盡可能接近相同:不僅它們的物理特性精確匹配,而且兩根管子之間的流體流動(dòng)非常均勻,所以它們各自的科里奧利力應(yīng)在大小上相同 。
羅斯蒙特(Micro-Motion)U型管科里奧利流量?jī)x表演示單元的照片顯示了U型管(在此圖片中,一根管在另一根管的正上方,因此您實(shí)際上無(wú)法分辨出有兩個(gè)U型管):
仔細(xì)檢查此流量表可以發(fā)現(xiàn)實(shí)際上有兩個(gè)U型管,一個(gè)位于另一個(gè)U形管的正上方,并通過(guò)一個(gè)共同的電磁力線圈沿互補(bǔ)方向搖動(dòng):
力線圈的工作原理與音頻揚(yáng)聲器相同:交流電流流經(jīng)線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩磁場(chǎng),該磁場(chǎng)與永磁體產(chǎn)生反作用,從而產(chǎn)生振蕩力。
對(duì)于音頻揚(yáng)聲器,此力導(dǎo)致輕質(zhì)錐體移動(dòng),然后通過(guò)空氣產(chǎn)生聲波。對(duì)于科里奧利儀表組件,力在兩個(gè)金屬管之間推動(dòng)和拉動(dòng),使它們交替分離并匯聚在一起(沿相反方向搖動(dòng))。
兩個(gè)磁位移傳感器監(jiān)視管的相對(duì)運(yùn)動(dòng),并將信號(hào)傳輸?shù)诫娮幽K以進(jìn)行數(shù)字處理。
在上一張照片中可以看到這些傳感器線圈之一。力線圈和傳感器線圈都不過(guò)是被可移動(dòng)銅線線圈包圍的永磁體。
力線圈和傳感器線圈之間的主要區(qū)別在于,力線圈由交流電流供電以向管施加振動(dòng)力,而傳感器線圈均未供電,因此它們可以通過(guò)產(chǎn)生交流電來(lái)檢測(cè)管的運(yùn)動(dòng)電子模塊將檢測(cè)到的電壓信號(hào)。
力線圈顯示在左手照片中,而兩個(gè)傳感器線圈之一顯示在右手照片中:
傳感器線圈生成的兩個(gè)交流信號(hào)提供了數(shù)據(jù),電子封裝可從中解釋流體密度和質(zhì)量流率。
這兩個(gè)線圈的信號(hào)頻率與流體密度成反比,因?yàn)楦砻艿牧黧w會(huì)導(dǎo)致管的質(zhì)量更大,因此會(huì)以較低的頻率振動(dòng)(注1)。這兩個(gè)線圈的信號(hào)的相移與質(zhì)量流率直接相關(guān),因?yàn)楦叩馁|(zhì)量流率將導(dǎo)致管扭曲程度更大,從而導(dǎo)致傳感器的信號(hào)彼此之間進(jìn)一步移相。
注1:力線圈由電子放大器電路供電,該電路從傳感器線圈接收反饋。像任何具有正(再生)反饋的放大器電路一樣,它會(huì)開(kāi)始以反饋網(wǎng)絡(luò)確定的頻率振蕩。在這種情況下,反饋”網(wǎng)絡(luò)”由測(cè)力線圈,電子管和傳感器線圈組成。
具有彈性和質(zhì)量的管自然地具有它們自己的共振頻率。這種機(jī)械諧振支配著放大器環(huán)路的反饋特性,使放大器電路以相同的頻率振蕩。
傳感器技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步使科里奧利(Coriolis)流量計(jì)的結(jié)構(gòu)比直管更直。
先前圖示和拍照的U型管裝置。直管的優(yōu)勢(shì)在于降低了堵塞的可能性,并在需要時(shí)能夠輕松將所有液體從流量計(jì)中排出。
在直管式科里奧利流量計(jì)中,我們?nèi)匀徽业搅肆€圈的通用設(shè)計(jì),其側(cè)翼是通過(guò)匹配傳感器線圈來(lái)測(cè)量振動(dòng)頻率(用于密度測(cè)量)和相移(用于質(zhì)量流量測(cè)量)。
以上即是科里奧利流量計(jì)是什么結(jié)構(gòu)?的全部?jī)?nèi)容了,如果您還有別的方面的需求或了解,請(qǐng)聯(lián)系鏨科工作人員詳詢。