西門子SIEMENS科里奧利質(zhì)量流量計原理

科里奧利力是以牛頓力學為基礎的。1835年，法國氣象學家科里奧利（Gaspard-Gustave Coriolis）提出，為了描述旋轉(zhuǎn)體系的運動，需要在運動方程中引入一個假想的力，這就是科里奧利力。引入科里奧利力之后，人們可以像處理慣性系中的運動方程一樣簡單地處理旋轉(zhuǎn)體系中的運動方程，大大簡化了旋轉(zhuǎn)體系的處理方式。由于人類生活的地球本身就是一個巨大的旋轉(zhuǎn)體系，因而科里奧利力很快在流體運動領域取得了成功的應用。

科里奧利力來自于物體運動所具有的慣性，在旋轉(zhuǎn)體系中進行直線運動的質(zhì)點，由于慣性的作用，有沿著原有運動方向繼續(xù)運動的趨勢，但是由于體系本身是旋轉(zhuǎn)的，在經(jīng)歷了一段時間的運動之后，體系中質(zhì)點的位置會有所變化，而它原有的運動趨勢的方向，如果以旋轉(zhuǎn)體系的視角去觀察，就會發(fā)生一定程度的偏離。

如下圖所示，當一個質(zhì)點相對于慣性系做直線運動時，相對于旋轉(zhuǎn)體系，其軌跡是一條曲線。立足于旋轉(zhuǎn)體系，我們認為有一個力驅(qū)使質(zhì)點運動軌跡形成曲線，這個力就是科里奧利力。

 質(zhì)量流量計讓被測量的流體通過一個轉(zhuǎn)動或者振動中的測量管，流體在管道中的流動相當于直線運動，測量管的轉(zhuǎn)動或振動會產(chǎn)生一個角速度，由于轉(zhuǎn)動或振動是受到外加電磁場驅(qū)動的，有著固定的頻率，因而流體在管道中受到的科里奧利力僅與其質(zhì)量和運動速度有關，而質(zhì)量和運動速度即流速的乘積就是需要測量的質(zhì)量流量，因而通過測量流體在管道中受到的科里奧利力，便可以測量其質(zhì)量流量。

在質(zhì)量流量計中，測量管一般制作成彎管或盤管，盡量人為地形成流向相反的兩個管段，當流體在測量管中流動起來后，流向相反的兩個管段就會受到方向不同的科里奧利力，造成管道的扭曲變形，流速越快，扭曲越大，也就是相位差越大，兩個信號拾取探頭檢測相位差，間接地測量出質(zhì)量流量。

管道的振動頻率和管道內(nèi)的介質(zhì)密度具有一定的對應關系如下圖，密度越大，頻率越低。通過測量管道的諧振頻率，就可以測量出流體的密度。