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上海千實精密機電解析：質(zhì)量流量計的工作原理

　　質(zhì)量流量計依據(jù)牛頓第二定律：力=質(zhì)量×加速度（F=ma）。當質(zhì)量為m的質(zhì)點以速度V在對P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時，質(zhì)點受兩個分量的加速度及其力：

　　1）法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于ω2r，朝向P軸；

　　2）切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等于2ωV，方向與αr垂直。由于復合運動，在質(zhì)點的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對質(zhì)點作用著一個反向力－Fc=－2ωVm。

　　當密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動時，任何一段長度Δx的管道將受到一個切向科里奧利力ΔFc：

　　ΔFc=2ωVρAΔx（1）

　　式中：A———管道的流通截面積。

　　由于存在關(guān)系式：qm=ρVA

　　所以：ΔFc=2ωqmΔx（2）

　　因此，直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管中流動流體的科里奧利力就可以測得質(zhì)量流量。

　　數(shù)學模型

　　對（2）式進一步推導（有關(guān)數(shù)學推導省略），得出如下數(shù)學模型：

　?。?）

　　式中：qm———質(zhì)量流量；

　　K———一個僅決定與測量管結(jié)構(gòu)尺寸的量，當測量管結(jié)構(gòu)一定時，在一定溫度下，K是一定值；

　　G———測量管材料的剪切彈性模量；在一定溫度下，K是一定值；

　　ω———測量管主振動的固有頻率；

　　ωθ———測量管扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率；

　　Δt———測量管兩檢測信號的時間差。

　　電路中由時間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯后時間。這個“時間差”Δt經(jīng)過數(shù)字量測量、處理、濾波以減少噪聲，提高測量分辨率。時間差乘上流量標定系數(shù)來表示質(zhì)量流量。