直接式质量流量计

直接式质量流量计
    直接式质量流量计的形式很多，有量热式、角动量式、差压式以及科氏力式等。下面介绍其中的科氏力流量变送器。
    如图2-3-20(a)所示，当一根管子绕着原点旋转时，让一个质点从原点通过管子向外端流动，即质点的线速度由零逐渐加大，也就是说质点被斌予能量，随之产生的反作用力Fc(即惯性力)将使管子的旋转速度减缓，即管子运动发生滞后。
    相反，让一个质点从外端通过管子向原点流动，即质点的线速度由大逐渐减小趋向于零，也就是说质点的能量被释放出来，随之而产生的反作用力Fc将使管子的旋转速度加快，即管子运动发生超前。
这种能是旋转着的关子运动速度发生超前或滞后的力Fc就称为科里奥利，简称科氏力。

    通过实验演示可以证明科氏力的作用。将绕着同一根轴线以同相位旋转的两根相同的管子外端用同样的管子连接起来.如图2-3-20(b)所示。当管子内没有流体流过时，连接管与轴线是平行的，而当管子内有流体流过时，由于科氏力的作用，两根旋转管发生相位差(质点流出侧相位领先于流入侧)，连接管就不再与轴线平行。总之，管子的相位差大小取决于管子变形的大小，而管子变形的大小仅仅取决于流经管子的流体质量的大小。这就是科氏力质量流量计的原理，它正是利用相位差来反映质量流量的。
    不断旋转着的管子只能在实验室里做模型，而不能用于实际生产现场。在实际应用中是将管子的圆周运动轨迹切割下一段圆弧，使管子在圆弧里反复摆动，即将单向旋转运动变成双向振动，则连接管在没有流量时为平行振动，而在有流f时就变成反复扭动。要实现管子振动是非常方便的，即用激进电流进行激励。面在管子两端利用电磁感应分别取得正弦信号1和2，两个正弦信号相位差的大小就直接反映出质量流量的大小，如图2-3-21所示。
利用科氏力构成的质量流量计，其形式有直管、弯管、单管、双管之分。图2-3-22是双管弯管型结构示意图。两根金属U型管与被测管路由连通器相接，流体按箭头方向分为两路通过。在A、B、C三处各有一组压电换能器，其中A利用逆压电效应，B和C处利用正压电效应。A处在外加交流电压下产生交变力，使两个U型管彼此一开一合地振动，B和C处分别检测两管的振动幅度。B位于进口侧，C位于出口侧。根据出口侧相位领先于进口侧相位的规律，C输出的交变电信号领先于B某个相位差，此相位差的大小与质量流量成正比。若将这两个交流信号相位差经过电路进一步转换成直流4~20mA的标准信号，就成为质量流量变送器。

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