科里奥利流量计是什么结构?
时间:2019-10-24 01:10:46
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科里奥利流量计的设计使用U型管,该U型管将流体流重定向回旋转中心。
U型管的弯曲端被电磁力线圈(如音频扬声器上的力线圈)强迫来回摇动,而软管末端锚定到固定的歧管上:
科里奥利流量计
如果管内的流体处于停滞状态(无流量),则管将在施加的力的作用下简单地来回振动。
但是,如果流体流过管,则运动的流体分子在从锚定的基座移动到管的圆形端部时将经历加速,然后在回到锚定的基座中时经历减速。新质量的不断加速和随后的减速会产生科里奥利力,从而改变管的运动。
该科里奥利力导致U型管组件扭曲。从锚固的基部到末端带有流体的管部分趋向于运动滞后,因为在该管段中的流体分子被加速到更大的横向速度。
从末端携带流体到锚定基部的管部分趋向于运动,因为这些分子正在减速回到零横向速度。随着通过管道的质量流率的增加,扭曲程度也随之增加。
通过监视这种扭曲运动的严重性,我们可以推断出穿过管的流体的质量流率:
为了减少科里奥利流量计的振动量,更重要的是减少流量计上可能受到的外部振动的影响,两个相同的Utube彼此相邻并以互补的方式摇动(始终以相反的方向移动) )。
套管扭曲的测量是从一根管到另一根管的相对运动,而不是在管与流量计的固定外壳之间的运动。
这(理想情况下)消除了推断流量测量中的任何共模振动的影响:
从末端看,管子的摇晃和扭曲是这样的:
制造商要格外小心,以确保两根管子尽可能接近相同:不仅它们的物理特性精确匹配,而且两根管子之间的流体流动非常均匀,所以它们各自的科里奥利力应在大小上相同 。
罗斯蒙特(Micro-Motion)U型管科里奥利流量仪表演示单元的照片显示了U型管(在此图片中,一根管在另一根管的正上方,因此您实际上无法分辨出有两个U型管):
仔细检查此流量表可以发现实际上有两个U型管,一个位于另一个U形管的正上方,并通过一个共同的电磁力线圈沿互补方向摇动:
力线圈的工作原理与音频扬声器相同:交流电流流经线圈时会产生振荡磁场,该磁场与永磁体产生反作用,从而产生振荡力。
对于音频扬声器,此力导致轻质锥体移动,然后通过空气产生声波。对于科里奥利仪表组件,力在两个金属管之间推动和拉动,使它们交替分离并汇聚在一起(沿相反方向摇动)。
两个磁位移传感器监视管的相对运动,并将信号传输到电子模块以进行数字处理。
在上一张照片中可以看到这些传感器线圈之一。力线圈和传感器线圈都不过是被可移动铜线线圈包围的永磁体。
力线圈和传感器线圈之间的主要区别在于,力线圈由交流电流供电以向管施加振动力,而传感器线圈均未供电,因此它们可以通过产生交流电来检测管的运动电子模块将检测到的电压信号。
力线圈显示在左手照片中,而两个传感器线圈之一显示在右手照片中:
传感器线圈生成的两个交流信号提供了数据,电子封装可从中解释流体密度和质量流率。
这两个线圈的信号频率与流体密度成反比,因为更稠密的流体会导致管的质量更大,因此会以较低的频率振动(注1)。这两个线圈的信号的相移与质量流率直接相关,因为更高的质量流率将导致管扭曲程度更大,从而导致传感器的信号彼此之间进一步移相。
注1:力线圈由电子放大器电路供电,该电路从传感器线圈接收反馈。像任何具有正(再生)反馈的放大器电路一样,它会开始以反馈网络确定的频率振荡。在这种情况下,反馈”网络”由测力线圈,电子管和传感器线圈组成。
具有弹性和质量的管自然地具有它们自己的共振频率。这种机械谐振支配着放大器环路的反馈特性,使放大器电路以相同的频率振荡。
传感器技术和信号处理技术的进步使科里奥利(Coriolis)流量计的结构比直管更直。
先前图示和拍照的U型管装置。直管的优势在于降低了堵塞的可能性,并在需要时能够轻松将所有液体从流量计中排出。
在直管式科里奥利流量计中,我们仍然找到了力线圈的通用设计,其侧翼是通过匹配传感器线圈来测量振动频率(用于密度测量)和相移(用于质量流量测量)。
以上即是科里奥利流量计是什么结构?的全部内容了,如果您还有别的方面的需求或了解,请联系錾科工作人员详询。