摘要 应用有限元模态分析方法，对科里奥利质量流量计（CMF）单直管简化模型进行了模态分析。这了考察CMF套管和支承管等对模态的影响，对单直管CMF整体模型，依据其轴对称结构特点，利用现成的二维CAD视图，导入到Marc中旋转生成三维模型，进行模态分析。采用Lanczos法求解模态。最后研究了支承类型对测量管模态的影响，计算结果表明，边界条件不同，模态频率变化很大。
关键词 科里奥利质量流量计 动态特性 有限元模态分析
0 引言
科里奥利质量流量计(CMF)是一种用于直接测量质量流量的流量计，它在原理上消除了温度、压力、流体状态、密度等参数的变化对测量精度的影响，可以适应气体、液体、两相流、高粘度流体和糊状介质的测量，是一种高精度的适应范围很广的测量方法，它还具有
压力损失小、自排空、保持清洁等众多特点，是流量测量的发展方向之一。
科里奥利质量流量计，是利用流体流过振动管道时产生科里奥利效应对管道两端振动相位的影响来测量流过管道的流体质量的。要深人了解CMF的工作情况并改进CMF的性能，有必要研究CMF的振动模态。其作用有:
①为了容易激振，一般都选择测量管的谐振频率作为激振频率;
②选择合适的激振频率避开工业现场的干扰，会给信号分离带来便利;
③激振器、拾振器和电路的设计及信号的处理都需要了解振动频率;
④拾振器的布置需要了解CMF的模态;
⑤结构优化，应力、应变以及疲劳寿命的计算;
⑥可以利用CMF系统中的振动信号进行状态监测和故障预报;
⑦了解振动的过程，得到偏离理想振动下的误差以及补偿;
⑧了解干扰振动带来的误差，采取措施来消除或防止系统可能出现的干扰振动，从而确保CMF的精度和可靠性心
1 科里奥利质量流量计测量原理概述
科里奥利流量计有多种形式，下面以单直管科里奥利流量计为例来讨论。
如图l所示，测量管的中间设置有激振装置，两端设置有拾振传感器。没有流体流过的时候，管子的振动如图la所示，管子两端的振动状态相同。当流体流过振动管道时，就产生和激振频率相同的科里奥利加速度和科里奥利力，如图lb所示，AC段和CB段的科里奥利力大小相同，方向相反，作用叠加在测量管上，便管子产生了扭曲和振动相位变化。科里奥利力和流过管道的流体密度和流速成正比(即质量流量)。对于线性系统，可知质量流量却相位差成正比。 |
