科里奧利質量流量計的現狀與未來
加入技術交流群
目前，以Coriolis力為原理而設計的質量流量計，其一次元件有各式各樣的幾何形狀，如：
雙U型或三角型
雙S型
雙w型
雙K型
雙螺旋型
單管多環(huán)型
單J型
單直管型
雙直管型
當前急需解決的某些力學問題
1．從理論上講，柯氏質量流量計的精度是不受被測流體的工況條件影響的，但實際情況的確是受流體的各種工況條件影響的（雖然這種影響較?。?，原因還一時查不清楚。作者估計，是由一次元件的管道內的二次渦流引起的附加柯氏效應造成的。
因為北側的流體總是由粘性的，所以管道內截面上的速度剖面是近似拋物型（大粘性情況）和冪次型（小粘性情況），而不是均勻速度剖面。在管道壁上的流速為零，而中心線上的流速最大，這樣一來，在截面不同半徑位置上的柯氏加速度就不一樣。于是，非均勻的柯氏效應就會產生二次渦流，其方向與振動管旋轉向量的方向是相互垂直的。對不同工況條件下的流體，流量計的感受管內的流態(tài)是不盡相似的，由此而產生附加柯氏效應，其大小也不同。這樣就使流量計的精度發(fā)生變化，以至超出廠家給出的范圍值。
2.質量流量計原則上可以測量兩相流體，但實際上測量誤差也較大，使工業(yè)界無法接受在此領域的應用，目前也正在進一步研究這一問題。作者估計造成上述問題的原因，同上。
3． 另外，由于一次元件時振動型的，所以它受外界的振動的干擾影響較大，這個問題已引起廠家的重視，正在進行研究。作者認為這個問題應從設計的抗振動的元件以及電路著手，但首先應分析清楚頻移和鎖頻等現象，然后才能找到合適的抗振措施。
材料問題
由于一次傳感器時振動金屬管，所以要考慮管材能在各種環(huán)境下經受疲勞的沖擊以及承受腐蝕的能力。大家知道，增加的抗疲勞損傷的能力，一是減少金屬管的振動幅值，二是增加振動管的壁厚，三是選擇恰當的金屬材料。目前多數用316L不銹鋼材，更理想的金屬材料是哈氏合金（Hastelloy alloy），即NiCrMo合金，它的抗疲勞損傷的能力比316L要強一些，尤其是實用氯化物腐蝕的情況。？鈦合金最佳，但后者價錢太貴。
應用
Coriolis質量流量計特別適合應用于大粘度的非牛頓流體的流量測量，即特別合適測量粘稠甚至難于流動的介質如：
各種事物漿 乳膠混合漿
油漆涂料 維生素漿
紙漿 重油
高分子聚合物的漿液等。。。。
所以，西方已把Coriolis質量流量計推廣應用到各個不同工業(yè)領域內：如化學和制藥業(yè)，食品飲料業(yè)，制冷，能源業(yè)，石油化工業(yè)等。在上述工業(yè)中，多數用在配料混合的加工過程的控制。此外，也用在車載和穿在裝卸的脊梁上。
精度問題
目前西方制造廠家都宣稱Coriolis質量流量計的精度可達到0.5%，甚至為0.2%或0.1%。但實際使用時要特別小心，在低流量范圍上的精度一般是達不到上述精度值。此外，二次儀表的零點漂移，特別在使用一段時間后，達不到廠家給出的值。
遠景
估計,目前全世界大約已有十五萬臺質量流量計在各種土同工業(yè)部門運轉.現在質量流量計約占西方每年生產和銷售的各種流量計的總臺數3%-5%左右,但由于質量流量計含有的高技術附加值很大,其利潤可以高達70%以上,所以西方公司從中獲利頗豐。
從目前全世界的流量計量的發(fā)展來看，毫無疑問，Coriolis質量流量計看來會很快占領原來以容量計量為主的計量領域的一塊較大的市場。這是一個利潤頗豐的產品，隨著市場的劇烈競爭，其價格/性能比，也會適當降低一些。但是也只有其價格/性能比大大降低后，才能真正在工業(yè)界得到廣泛的應用。
國內推廣應用問題
作者認為，近年來國內對Coriolis質量流量計的期望過高，認為它可以用到任何地方上。這是誤解。大家知道，在工業(yè)生產過程中，對各種參數的測量，如溫度，壓力等，以流量測量最復雜，業(yè)較難測得很準確。但是流量的測量方法和原理也最多，各式各樣，五花八門。迄今，各種流量儀表不下幾十種，甚至上百種。目前，無論哪一種流量儀表也無法把另一種儀表擠出市場，而獨霸天下，而是各有各的適用領域。在流量儀表選型時，在能滿足用途的條件下，凡是能選用簡單、可靠的，就不選用結構復雜的。此外，在平衡選擇的儀表的一次性投資和常年維持費用的條件下，選用投資最佳的情況。就采用Coriolis質量流量計而言，凡是能用其它型式的流量儀表進行測量，就選用其它儀表，而不用Coriolis質量流量計，因為一般情況下，前者總比后者便宜。
國內生產問題
在我國國內生產柯氏質量流量計，由于我國即將成為GATT的成員國，首先要注意知識產權問題，以避免引起法律糾紛。目前質量流量計的彈性元件之所以有各式各樣的形狀，主要是前一種幾何形狀出現后，后來發(fā)展的一次元件的形狀，必須避開已申請專利的這一形狀。在二次儀表的電路設計思想上，也要注意其中某些關鍵部分，有關生產廠家是否已申請專利備案，在二次儀表的外形設計和電路布置上也一定要趕在我國加入GATT前，盡快擺脫照抄或仿制階段，否則會引起知識產權的法律糾紛。此外，產品只有在形成一定的批量后，才能降低成本，具有競爭力，所以在我國國內獨立生產柯氏質量流量計問題，是任重而道遠的。
參考文獻
1．G.Sultan and J.Hemp, J. of Sound Vibration (1989)123(3),473.
2.H.Raszillier and F. Durst, Arch. Of Applied Mechanics (1991)61(3),192.
3.F.Cascetla, et.al, Measurement (1991)no.34.(end 加速度計相關文章:加速度計原理
評論