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横河科里奥利质量流量计如何同时测得质量、密度与温度?

更新时间: 2026-02-04 点击次数: 3次
     横河科里奥利质量流量计是一种基于科里奥利力原理直接测量流体质量流量的设备,并能同步推算出流体密度,同时内置温度传感器监测流体温度。其多参数测量能力源于其物理原理、精密机械结构和实时信号处理技术的结合。
    一、质量流量的直接测量原理
    质量流量的测量是核心功能。传感器核心通常由一根或多根振动测量管构成。在驱动线圈作用下,测量管在其自然共振频率附近以固定幅度持续振动。当流体流经振动的测量管时,会产生科里奥利力。该力的大小与流体的质量流量成正比,方向垂直于流体的流动方向和测量管的振动方向。
    由于科里奥利力的作用,原本对称的振动测量管会发生微小的形变,表现为进口段与出口段在振动相位上出现时间差。在测量管的两端安装有精密的电磁或光学检测传感器,它们能连续检测测量管振动的位移或速度。这两个传感器检测到的振动信号之间存在一个与质量流量直接相关的相位差。信号变送器实时采集这两个信号,通过精确计算该相位差,并基于仪表出厂前标定的比例常数,即可直接、实时地计算出流体的质量流量。此测量原理与流体的压力、粘度、密度及流动状态无关。
    二、流体密度的同步推导
    密度的测量基于测量管振动特性与管内流体质量的关系。测量管及其内部流体的总质量决定了其振动的自然频率。当测量管的结构固定后,其振动频率仅随管内流体质量的变化而变化。流体密度增加,总质量增加,测量管的振动频率随之降低;反之,流体密度减小,振动频率升高。
    横河科里奥利质量流量计的信号变送器持续、精确地测量并跟踪测量管系统的实际振动频率。通过将该实时测量频率与出厂前在已知密度流体下标定的参考频率进行比对与计算,变送器即可根据预先建立的数学模型,同步、连续地推导出流体的实时密度值。
横河科里奥利质量流量计
    三、流体温度的监测
    温度的测量通常通过直接接触流体的方式实现。在流量计传感器本体上,集成安装了温度传感元件。该元件直接接触或紧密热耦连接到流经测量管的流体,能够感知流体的实时温度。温度传感器产生的电信号被传输至变送器,经过处理转换为标准的温度读数。
    测得温度值不仅作为独立的过程参数输出,而且对质量流量和密度的精确计算具有补偿作用。因为测量管的材料弹性模量会随温度变化而发生微小改变,从而影响振动特性。变送器利用实时测得的温度值,对质量流量和密度的计算结果进行动态补偿修正,以消除温度变化带来的测量偏差,确保全温度范围内测量结果的准确性。
    四、信号处理与多参数输出
    变送器是数据处理的核心。它持续接收来自振动检测传感器和温度传感器的原始信号,运用高速数字信号处理器进行计算。这些计算包括:从振动信号中提取相位差并换算为质量流量,分析振动频率并推算出密度,读取温度传感器信号并进行线性化处理。变送器将这些计算后的数据通过标准的模拟或数字通信协议同步输出。
    横河科里奥利质量流量计通过测量因流体流动引起的振动管相位差直接获得质量流量,通过监测同一振动管的频率变化推导出流体密度,并通过集成的温度传感器直接测量流体温度。变送器对这三组原始信号进行同步采集、实时计算与相互补偿,同时输出精确、稳定的质量流量、密度和温度三个独立的过程参数。