科氏力質(zhì)量流量計的工作原理和典型結(jié)構(gòu)特性-文庫吧
2025-07-11 14:12 本頁面
【正文】 圖5 振動管受力分析 當(dāng)流體質(zhì)點有進(jìn)口流入圖示振動方向的測量管時，流體質(zhì)點的垂直流動速度為+Vy，同樣在流體質(zhì)點流向出口時，其垂直流動速度為Vy。由此可以推出，流體質(zhì)點在通過振動的測量管時，垂直方向的速度是一個從零逐漸加大，直到中間最大，再逐漸減小到零的過程。由力學(xué)原理可知，速度的變化是由加速度引起的，而加速度是力作用于其上的結(jié)果。根據(jù)這個原理，稱這個垂直速度變化為科氏加速度Ac，因此作用于流體質(zhì)量M上的科氏力為Fc＝Mac。在測量管上與中心距離相等的兩點上，作用的科氏力大小相等，方向相反?！ 〈丝剖狭ψ饔迷跍y量管上，就產(chǎn)生了如圖5所示的結(jié)果，即在中間點上產(chǎn)生一對力，引起測量管輕微的扭曲或變形。而實際上在振蕩運動時是兩根S管同時所受的振蕩，其運動方向相反，受力相等，如圖6所示。圖6 作用在測量管上的科氏力 隨著振蕩運動的進(jìn)行，測量管被周期性地分開、靠攏，科氏力也周期性地作用在兩根測量管上，通過安裝在測量管上的位移創(chuàng)按其A、B，測出由科氏力引起的測量管相對位置的變化，通常轉(zhuǎn)化為測兩點的相位差，如圖7所示。這個相位差的大小與質(zhì)量流量成正比。圖7 位移傳感器的輸出2． U形測量管質(zhì)量流量計 如圖8所示，U形管為單、雙測量管兩種結(jié)構(gòu)，單測量管型工作原理圖8a 單U形管結(jié)構(gòu)圖8b 雙U形管結(jié)構(gòu) 如圖9所示，電磁驅(qū)動系統(tǒng)以固定頻率驅(qū)動U形測量管振動，當(dāng)流體被強制接受管子的垂直運動時，在前半個振動周期內(nèi)，管子向上運動，測量管中流體在驅(qū)動點前產(chǎn)生一個向下壓的力，阻礙管子的向上運動，二在驅(qū)動點后產(chǎn)生向上的力，加速管子向上運動。這兩個力的合成，使得測量管發(fā)生扭曲；在振動的另外半周期內(nèi)，扭曲方向則相反。圖9 U形管工作原理 測量管扭曲的程度，與流體流過測量管的值來質(zhì)量流量成正比，在驅(qū)動點兩側(cè)的測量管上安裝電磁感應(yīng)器，以測量其運動的相位差，這一相位差直接正比于流過的質(zhì)量流量。 在雙U形測量管結(jié)構(gòu)中，兩根測量管的振動方向相反，使得測量管扭曲相位相差180度，如圖10所示。相對單測量管型來說，雙管型的檢測信號有所放大，流通能力也有所提高。圖10 測量管變形示意圖3． 雙J形管質(zhì)量流量計 如圖11所示，兩根J形管以管道為中心，對稱分布；安裝在J形部分的驅(qū)動器使管子以某一固定的頻率振動。圖11 J形管質(zhì)量流量計結(jié)構(gòu) 其工作原理如圖12所示，當(dāng)測量管中的流體以一定速度流動時，由于振動的存在使得測量管中的流體產(chǎn)生一個科氏力效應(yīng)。此科氏力作用在測量管上，但在上下兩
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