科氏力质量流量计的工作原理和典型结构特性中国计量讨论院流量室 李旭一、 工作原理 如图一所示，截取一根支管，流体在其内以速度 V 从 A 流向 B，将此管置于以角速度 ω 旋转的系统中.设旋转轴为 X，与管的交点为 O,由于管内流体质点在轴向以速度 V、在径向以角速度 ω 运动，此时流体质点受到一个切向科氏力Fc。这个力作用在测量管上，在 O 点两边方向相反，大小相同，为：δFc ＝ 2ωVδm 因此，直接或间接测量在旋转管道中流动的流体所产生的科氏力就可以测得质量流量。这就是科里奥利质量流量计的基本原理。图 1 科里奥利力的形成 图 2 早期科氏力质量流量计二、 结构 早期设计的科氏力质量流量计的结构如图 2 所示.将在由流动流体的管道送入一旋转系统中，由安装在转轴上的扭矩传感器，来完成质量流量的测量。这种流量计只是在试验室中进行了试制。 在商品化产品设计中,通过测量系统旋转产生科氏力是不切合实际的,因而均采纳使测量管振动的方式替代旋转运动.以此同样实现科氏力对测量管的作用,并使得测量管在科氏力的作用下产生位移。由于测量管的两端是固定的，而作用在测量管上各点的力是不同的,所引起的位移也各不相同，因此在测量管上形成一个附加的扭曲.测量这个扭曲的过程在不同点上的相位差，就可得到流过测量管的流体的质量流量。 我们常见的测量管的形式有以下几种：S 形测量管、U 形测量管、双 J 形测量管、B 形测量管、单直管形测量管、双直管形测量管、Ω 形测量管、双环形测量管等，下面我们分别对其结构作一简单介绍。1． S 形测量管质量流量计 如图 3 所示，这种流量计的测量系统由两根平行的 S 形测量管、驱动器和传感器组成。管的两端固定，管的中心部位装有驱动器，使管子振动。在测量管对称位置上装有传感器，在这两点上测量振动管之间的相对位移。质量流量与这两点测得的振荡频率的相位差成正比。图 3 S 形质量流量计结构 这种质量流量计的工作原理及工作过程，如图 4 所示。 图 4 无流动时位移传感器的输出 当测量管中流体不流动时,两根测量管在驱动力作用下（作用在每根管子上的力大小相等、方向相反）作对称的等振幅运动。由于管子两端是固定的，在管子中间振幅最大,到两端逐渐减为零。这时在两个传感器上测得的相位如图4B 所示，由图中可以看出,两传感器测得的相位差为零。当测量管内流体以速度 V 流动时，流体中任意值点的流速,可认为是两个分流速的合成...
