Das Koch-Massenflussmesser misst den Durchfluss durch die Erkennung von Verzerrungen, die durch die Corioli-Kräfte erzeugt werden, deren Kernprinzip auf der Kombination des Corioli-Effekts mit Newtons zweitem Gesetz basiert, wie folgt:
1. Stimulation und Anfangszustand des Vibrationsrohres
Der Sensor des Durchflussmessers verwendet eine Schwingungsrohrstruktur wie U- und S-Typ, die durch eine elektromagnetische Antriebsspule ihre hochfrequenten Schwingungen antreibt (Frequenz ca. 80 Hz, Amplitude kleiner als 1 mm).
Wenn keine Flüssigkeit durchströmt, ist das Schwingungsrohr nur die Hauptvibration (z. B. vertikale Schwingung oben und unten), und das Schwingungssignal, das von den elektromagnetischen Signaldetektoren auf beiden Seiten aufgezeichnet wird, ist in der gleichen Phase.
2. Coriolis-Kraft durch Flüssigkeitsströme
Wenn die Flüssigkeit in das Schwingungsrohr fließt, wird sie gezwungen, an der Bewegung des Schwingungsrohrs teilzunehmen. Nach Newtons zweitem Gesetz erzeugt eine Flüssigkeit eine Coriolis-Kraft, die direkt proportional zum Massenstrom ist (Fc = 2ωVm, wobei ω die Schwingungswinkelgeschwindigkeit, V die Flüssigkeitsgeschwindigkeit und m die Flüssigkeitsmasse ist).
Vibrationsrohrverzerrung: Während des Vibrationszyklus übt die Flüssigkeit eine entgegengesetzte Belastungskraft auf das Vibrationsrohr aus. Zum Beispiel, wenn das Schwingungsrohr nach oben schwingt, wird die Flüssigkeit in die Bewegung nach oben widerstehen und die Rohrwand nach unten belastet; Ablaufende Flüssigkeit widersteht der Abwärtsbewegung und übt Aufwärtskraft aus. Dieses Drehmoment verursacht eine periodische Verzerrung des Schwingungsrohrs (Corioli-Phänomen), die im Verhältnis zum Massenstrom ist.
3. Phasendifferenzerkennung und Durchflussberechnung
Die Verzerrung des Vibrationsrohres führt zu einem Unterschied in der Vibrationsphase am Eingang und dem Ausgang. Der elektromagnetische Signaldetektor auf beiden Seiten erfasst das Vibrationssignal und berechnet die Phasendifferenz (
ΔT）。
Zeitdifferenz und Durchflussverhältnis: Die Phasendifferenz ΔT ist positiv proportional zum Massentranfluss und berechnet den Massentranfluss direkt mit der Formel Qm = K · ΔT (K ist der Durchfluss-Kalkulationskoeffizient).
Optimierung der digitalen Signalverarbeitung: Die Digitale Signalverarbeitung (DSP) -Technologie filtert Geräusche, verbessert die Genauigkeit der Phasendifferenzerkennung, und die Reaktionszeit ist 2-4 Mal schneller als die herkömmliche analoge Signalverarbeitung.
Temperaturkompensation und Dichtemessung
Temperaturänderungen beeinflussen die Stabilität des Vibrationsrohres und beeinflussen somit die Verdrehungsmenge. Der Sender überwacht die Temperatur in Echtzeit mit einem Platin-Widerstandsthermometer und passt das Durchflussberechnungsmodell an, um Temperaturstörungen zu beseitigen.
Die Resonanzfrequenz des Schwingrohres ist mit der Flüssigkeitsdichte (ρ∝f2) abhängig und kann durch die Messung der Resonanzfrequenz synchron ausgegeben werden.