科氏質(zhì)量流量計研究和發(fā)展趨勢(編輯修改稿)
2025-02-16 09:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2。調(diào)查顯示 :有 50%的飛行員在飛行中體驗(yàn)過這種錯覺。F 1蘇 27為代表的高性能戰(zhàn)斗機(jī) ,具有持續(xù)高加速度 (+GZ)、高加速度增長率、高角加速度的特點(diǎn) ,更易導(dǎo)致飛行中嚴(yán)重的科里奧利錯覺的發(fā)生。嚴(yán)重危害飛行安全。 什么是科里奧規(guī)律 ？ What is the Coriolis Principle? 科氏力 (CORIOLIS FORCE) 質(zhì)量 M沿著路徑 B從中心向著旋轉(zhuǎn)圓盤的邊緣運(yùn)動，質(zhì)量 M由管壁 A導(dǎo)引。施加到管壁上的科氏力可以表示如下： : Fc = 2 M V W 科氏加速度（ Coriolis acceleration） 當(dāng)牽連運(yùn)動是任意規(guī)律的定軸轉(zhuǎn)動時，點(diǎn)的加速度中將包含科氏加速度。稱為哥氏定理。 設(shè)動點(diǎn) M在圓盤上半徑是r的圓槽內(nèi)相對于圓盤以大小不變的速度 vr作圓周運(yùn)動，同時圓盤以勻角速ω繞定軸 O轉(zhuǎn)動。 哥氏加速度 rk va ??? ?? ?2 ? 相對運(yùn)動：動點(diǎn) M對于圓盤的勻速圓周運(yùn)動。相對速度是 vr；相對加速度，方向指向圓心O，大小等于 2r r n ra a v r???牽連運(yùn)動：圓盤以勻角速率 ω繞定軸 O的轉(zhuǎn)動，它攜帶著動點(diǎn) M。動點(diǎn) M的牽連速度等于圓盤上與動點(diǎn)瞬時相重合之點(diǎn) E的速度 ?rvv Ene ??牽連加速度 ，方向指向軸 O，大小等于 2?raaEne ???絕對運(yùn)動： M作半徑等于 r的圓周運(yùn)動。由于 vr與 ve同方向，所以點(diǎn) M的絕對速度的方向垂直于 OM，大小為 rrea vrvvv ???? ?點(diǎn) M的絕對加速度，方向指向軸 O，大小等于 2 222() 2=a rra r e r kv r v va r v a a ar r r? ???? ? ? ? ? ? ?科氏加速度 科氏質(zhì)量流量計 ? Coriolis力是由法國數(shù)學(xué)家 Gustave Coriolis于 19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的，自 50年代起，人們就嘗試將 Coriolis力原理用于質(zhì)量流量測量， 70年代末， Micro Motion公司正式推出了基于 Coriolis力原理的實(shí)用化諧振式 CMF，此后的 CMF都采用了與此相似的工作原理。 ? 目前 ,已投入實(shí)際應(yīng)用的ＣＭＦ的主要性能如下： ? ①可測流體種類 :液體、含少量氣體或固體的液體、部分氣體 。 ? ② 流量測量范圍 :一般 5∶ 1～ 1 0∶ 1 ,最高 ? 1 50∶ 1 。 ? ③ 流量測量精度 :基本誤差 177。 0 . 1 0 %～ 177。 0 . 2 % ? 讀數(shù)值 ,零點(diǎn)不穩(wěn)定性誤差 0 .0 1 %～ 0 . 0 4%滿量程值 。 ? ④ 適用管徑 :中小管徑 ,一般不超過 1 50ｍｍ 。 ? ⑤ 補(bǔ)償 :可實(shí)現(xiàn)溫度和壓力補(bǔ)償 。 ? ⑥ 輸出信號 :電流、頻率或脈沖 ,并可與計算機(jī)通信。 應(yīng)用概況 ? CMF主測量參量是質(zhì)量流量，第二測量參量是流體密度，還有附加測量參量流體溫度。此外，從質(zhì)量流量和流體密度衍生出測量體積流量，雙組分溶液中溶質(zhì)的濃度或不相溶第二組分濃度，液固雙相流中固相含量。 CMF應(yīng)用最多的是需要考核質(zhì)量（不是品種的質(zhì)量，是 mass）為目標(biāo)的計量總量或控制 /測量流量，具體說有：貿(mào)易結(jié)算交接計量或企業(yè)內(nèi)部核算計量；批量生產(chǎn)（ batch process）材料的分批計量（替代以前費(fèi)工費(fèi)時的稱重計量）；管道混合（ blending）的控制。 ? 密度是 CMF測量的第二參量，在生產(chǎn)過程中做品質(zhì)指標(biāo)控制，如溶液稀釋程度，交接時防止賣方有意稀釋；在溶液中求取溶質(zhì)濃度，測量溶液中溶質(zhì)流量或總量，如油井中流出油水混合液中油的產(chǎn)量；辨別流動中液體種類，分路發(fā)送，如區(qū)分管系成品液和清洗液交替流動，分送下游不同管道。 ? CMF早期僅用于液體，然后擴(kuò)展應(yīng)用于高壓氣體，到 90年代初才有適用于中壓氣體的儀表。據(jù) Micro Motion公司稱：迄 1997年該公司已有7500臺 CMF應(yīng)用于氣體，其中服務(wù)于壓縮天然氣汽車加注站的 CMF有 6000臺。 ? CMF應(yīng)用于高壓天然氣汽車加注站已趨成熟，漸成共識。 OIML（國際法制計量組織）為此制訂“國際計量規(guī)程”， 2022年 1月發(fā)出第 1稿委員會草案征求意見。在我國中國測試技術(shù)研究院開發(fā)的 CMF亦于 1996年試用于汽車加注站，迄 1999年已裝用了數(shù)十臺。 ? 國外一市場分析公司對 CMF應(yīng)用于各產(chǎn)業(yè)分布的估計：石油化工占 57%，能源和公用事業(yè)18%，食品飲料和醫(yī)藥工業(yè) 14%，其他 11%，其中食品醫(yī)藥占有相當(dāng)比例。在國內(nèi)應(yīng)用較多的產(chǎn)業(yè)是資金雄厚的石油、化工、能源等業(yè)，而食品工業(yè)用得很少。 CMF分類 ? CMF發(fā)展到現(xiàn)在已有 30余系列，其主要區(qū)別在于流量傳感器測量管結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新；提高儀表精度、穩(wěn)定性、靈敏度等性能；增加測量管橈度、改善應(yīng)力分布、降低疲勞損壞；加強(qiáng)抗振動干擾能力等。因而，測量管出現(xiàn)了多種形狀結(jié)構(gòu)，因此本節(jié)僅就不同角度作分類和討論： ? 按測量管形狀分類，有彎曲形和直形； ? 按測量管段數(shù)分類，有單管型和雙管型； ? 按雙管型測量管段的連接方式分類，有并聯(lián)型和串聯(lián)型； ? 按測量管流
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