Technical Summary

质量流量计

科氏力原理，质量流量高精度直接测量

流量计系列全部型号（2）咨询选型

所属系列：流量计系列

TECHNOLOGY & APPLICATION

理解原理，精准选型

从测量原理到现场应用，了解质量流量计的技术特点与选型要点。

MEASUREMENT PRINCIPLE

测量原理

在工业语境中通常指科里奥利质量流量计（Coriolis Mass Flowmeter，CMF，简称科氏力流量计）——一种利用科里奥利效应直接测量流体质量流量的仪表。它无需温度、压力补偿，测量结果不受介质物性变化影响，代表了流量测量精度的最高水平（贸易结算级）。

注

热式气体质量流量计也是"直接式"质量流量计，但仅适用于气体且精度中等，已在本系列《热式气体质量流量计》篇单独介绍；本文聚焦液体/气体通用的科里奥利式。

1.1 科里奥利力原理

当流体在作直线运动的同时处于一个旋转参考系中，会产生与质量流量成正比的科里奥利力：F = 2·m′·(v × ω)

c其中 m′ 为质量流量，v 为流体流速矢量，ω 为旋转角速度矢量。

实际仪表中并不真的旋转，而是用振动代替旋转

测量管在驱动线圈作用下以其固有频率持续振动（振幅约几

十微米），等效于周期性往复的"旋转系"。流体流经振动管时：

01
流体在振动管中流动，与管壁振动方向相互作用；
02
入口侧流体被振动管加速、出口侧被减速，两侧产生方向相反的科里奥利力；
03
力的相互作用使测量管发生扭曲（扭转）；
04
扭曲量（即两端检测线圈信号的相位差 Δφ 或时间差 Δt）与质量流量成正比；
05
变送器检测相位差并换算为质量流量输出
q = K·Δt（K 为标定系数，与测量管结构和材料有关）m

1.2 密度测量原理（一表多参数的来源）

测量管内介质质量参与振动系统，改变其等效振动频率

介质密度越大，振动频率越低；

由振动频率可反推流体密度（精度可达 ±0.002 g/cm³）；

再由 ρ 换算体积流量 q = q /ρ；

v m结合温度传感器（Pt100）进行温度补偿；

对溶液还可由密度派生出浓度（溶质含量）测量。

1.3 关键特性总结

测量原理 · 特性 / 说明对照查阅

特性	说明
直接质量测量	不受温度、压力、密度、粘度、组分变化影响
无直管段要求	对迎流流速分布不敏感，安装便捷
多参数同步	质量流量、体积流量、密度、温度、浓度
无阻碍件	测量管内无节流件、无活动部件（振动幅度微小）

PRODUCT STRUCTURE

结构组成

2.1 两大核心部分

变送器与传感器可做成一体式（现场直读）或分体式（远传安装，高温/危险场合）。

2.2 测量管形式（决定性能取舍的核心设计）

单管 vs 双管

双管结构对外界振动干扰自抵消能力更强；单管无分流器、无死角，更适合卫生与高粘度场合。

2.3 材质与连接

测量管材料

304、316L（常规），哈氏合金 C、钛（腐蚀工况）可协商定制；

壳体

不锈钢，防护 IP67；

连接方式

法兰（GB/T 系列，DIN/ANSI 可定制）、螺纹、卡箍卫生型；

防爆

本安型 Ex ib ⅡC T4、隔爆型 Ex d ⅡC T4。

2.4 型号谱系示例

以青天特克 QTCMF 为例

F 系列（DN6~80，−200~350℃）、V 系列（DN15~200，大口径）、D 系列（DN1~10，微流量）、K 系列（DN6~50）。国际主流品牌（艾默生 Micro Motion、E+H、科隆等）按传感器形状（如 Delta 管、Promass 系列）划分系列。国内常见代号 SLD、CMF、LZM、QTCMF 等。

执行标准

GB/T 20728（《用科里奥利流量计测量流体质量流量》）；检定规程 JJG 1038（科里奥利质量流量计）。

传感器

组成：分流器（分流体）、测量管（敏感管）、驱动线圈、检测线圈（左右各一）、温度传感器（Pt100）、壳体功能：感知流量、密度并转换为电信号

变送器

组成：电源、驱动、检测、放大、DSP 运算、显示等电路模块功能：信号转换、运算、显示与输出

U 形（弯管）

结构：单/双 U 形管特点：信号强（扭转量大）、最经典；压损稍大、易积气

双 U 形/双管并联

结构：两管对称振动特点：互相抵消外界振动干扰，主流结构

直形（单直管）

结构：一根直管特点：压损最小、易排空、卫生好；信号弱、对外界振动较敏感

Ω 形 / S 形 / 三角形

结构：各类弯管变体特点：兼顾信号强度与结构紧凑

微弯/紧凑型

结构：小曲率弯管特点：小口径高精度

TECHNICAL GUIDE

优缺点

3.1 优点

直接测量质量流量——无需温压补偿

不受介质物性（温度/压力/密度/粘度/组分）变化影响，是真正意义上的直接式质量流量仪表；

精度全家族最高——工厂标定精度达 0.05%~0.1%

现场 0.15%~0.2%（液体）；气体 0.5%~1.0%；重复性 ±0.05%，贸易结算级；

多参数同步测量——一台表同时输出质量流量、体积流量、密度、温度

可派生浓度，节省多台仪表投资；

量程比极宽——常规 20

1，部分型号高达 100:1 乃至 500:1；

无直管段要求——对流速分布不敏感

不需要整流与直管段，安装位置灵活；

产品特点

介质适应性广——高粘度液体、含固形物浆液、含微量气体液体、中高压气体均可测；测量值对粘度不敏感；

无可动部件、无阻碍件——测量管内无节流件

压损小（视管型），磨损风险低，长期稳定性优于涡轮/容积式；

响应速度快——对流体流动变化灵敏，适合批量控制与配比；

卫生级能力——316L/哈氏合金 + 无死角设计，满足 GMP；

智能功能——自检、多种报警、HART/RS485 总线

数字化信号处理（DSP）降低温漂时漂。

3.2 缺点与局限

使用限制

价格昂贵——初始投资远高于电磁、涡街、差压式（约为热式的 3~5 倍，普通涡街的 5~10 倍），大口径成本急剧上升；

使用限制

大管径受限——超过 DN200~DN300 因体积、重量与成本问题推广困难，大管径通常改用其他原理+补偿方案；

使用限制

对外部振动敏感——强振动环境（往复泵、压缩机旁）会干扰测量管振动，需良好安装基座、减震垫，甚至放弃选用；

零点漂移——长期运行存在零漂

须定期调零；管道应力（安装扭力、热胀）会引起附加误差；

使用限制

气液两相流测量受限——含气量较高的液体（气泡超过一定比例）测量误差显著增大，含固量过高浆液也需谨慎选型；

压损不可忽略（弯管型）——U 形等弯管结构压损大于直管

高粘度介质更明显；

需满管测量——测量管必须充满介质，不能用于不满管/自流管道；

使用限制

低温/高温端依赖材质——极端温度（−200℃ 深冷、350℃ 高温）需特殊材质与结构，成本高；

使用限制

压力影响——高压下测量管应力会使标定系数漂移（部分高端型号已作静压补偿）；

维护需专业——变送器参数设定、标定需专门知识；损坏维修成本高。

APPLICATIONS

应用领域

4.1 典型应用场景

4.2 选型定位判断

按精度与介质需求逐级判断

只需体积流量、洁净液体、成本低 → 电磁/涡轮/涡街；

气体常规监测、免补偿、性价比 → 热式气体质量流量计；

大管径（>DN300）总管计量 → 差压式 + 温压补偿；

应用场景

需要直接质量流量、贸易结算/高精度配比/多参数（密度/浓度）→ 科里奥利质量流量计；

强振动环境且无法隔离 → 改用其他原理或采用特殊抗振安装。

石油化工

典型用途：原油/成品油贸易交接计量、乙烯丙烯等高价值介质精确计量推荐配置：DN15~150 法兰式，0.15% 级

化工配比

典型用途：多组分原料按质量配比、反应进料控制（批量控制）推荐配置：双管 U 形 + HART 总线

食品医药

典型用途：糖浆/蛋液等高粘度配料、无菌灌装、浓度监测推荐配置：316L 卫生卡箍直管型

能源燃气

典型用途：天然气/液化气贸易结算、能量计量推荐配置：高压型（≤40MPa）+ 0.5% 级

涂料/油墨

典型用途：高粘度流体计量推荐配置：微弯/直管型

环保水处理

典型用途：污泥投加量控制、药剂浓度+流量同步监测推荐配置：浆液型 + 浓度派生

半导体/特气

典型用途：高纯氩气/氦气精密计量推荐配置：D 系列微流量型

液化气体

典型用途：LPG、液氨、制冷剂计量（易气化介质）推荐配置：高压防气化结构

TECHNICAL SPECIFICATIONS

技术参数表

5.1 总参数表

注

各系列精度均为液体 0.1%/0.2%、气体 0.5%，量程比 1:20。

5.3 精度等级表

技术参数表 · 参数 / 规格对照查阅

参数	规格
被测介质	液体（含高粘度、浆液、含微量气）、中高压气体
口径范围	DN1~DN200（主流 DN3~DN150；部分品牌至 DN250/300）
测量项目	质量流量、体积流量、密度、温度（可派生浓度）
质量流量精度	液体：0.05%~0.2%R；气体：0.5%~1.0%R
重复性	±0.05%
量程比	1:20（常规）~1:100（宽量程型）~1:500（部分型号）
密度测量范围	0.2~2.5 g/cm³
密度测量误差	±0.002 g/cm³
温度测量误差	≤1℃
介质温度	−196~+250℃（常规）；特殊型号 −200~+350℃
工作压力	0~10MPa（常规）；高压型至 40MPa（PN42 档）
测量管材料	304、316L（常规）；哈氏合金 C、钛（定制）
输出信号	4~20mA、脉冲 0~2000Hz、RS485、HART（可选）
供电电源	24VDC（外供）
防爆等级	本安 Ex ib ⅡC T4 / 隔爆 Ex d ⅡC T4
防护等级	IP67
连接方式	法兰（GB/T，DIN/ANSI 定制）、螺纹、卫生卡箍
安装要求	无直管段要求；需满管；避免管道应力与强振动
执行/检定标准	GB/T 20728；检定规程 JJG 1038
系列	口径	温度范围	压力	定位
F 系列	DN6~DN80	−200~350℃	0~10MPa	通用型
V 系列	DN15~DN200	−200~300℃	0~10MPa	大口径型
D 系列	DN1~DN10	−40~350℃	0~10MPa	微小流量型
K 系列	DN6~DN50	−200~350℃	0~10MPa	紧凑型

技术参数表 · 等级 / 液体精度对照查阅

等级	液体精度	气体精度	适用场合
贸易结算级	0.05%~0.15%R	0.5%R	原油/天然气交接计量
工业精密级	0.2%R	0.5%~1.0%R	配比控制、反应进料
常规监测级	0.5%R	1.0%R	一般工艺监测

SELECTION GUIDE

选型表

6.1 订货必填参数清单

01
被测介质名称、密度、粘度、含气/含固情况（决定管型与材质）；
02
质量流量范围（最小/正常/最大）与量程比需求；
03
工作压力、介质温度、环境温度；
04
管道口径与连接标准（法兰/螺纹/卡箍）；
05
精度要求（贸易结算 0.15% / 控制 0.2% / 监测 0.5%）；
06
是否需要密度、浓度测量功能；
07
输出信号形式（4~20mA / 脉冲 / 总线）与显示需求（一体/分体）；
08
防爆等级、防护等级；
09
安装环境振动情况（是否需减震措施）；
10
卫生要求（GMP、电抛光、无死角）。

6.2 测量管形式选择表

6.4 输出与功能配置表

6.5 安装使用要点

01
满管测量——水平安装时测量管朝下（液体）或朝上（气体/浆液需排空设计），确保满管；
02
避免管道应力——安装时不得强行对中，法兰螺栓均匀紧固，必要时配软连接；
03
远离强振动源——往复泵、压缩机附近加装支撑与减震垫；
04
调零——投运时在满管、停流（阀关断）状态下做零点标定；定期复校零点；
05
气液两相规避——易气化介质（LPG、液氨）保持足够背压，防止闪蒸；
06
浆液工况控制流速，防止测量管磨蚀；
07
高粘度介质注意压损核算；
08
按强检目录周期检定（JJG 1038，贸易结算场合按规程强制周期）；
09
长期停用后再投用，先检查零点与绝缘；
10
变送器参数（量程、小信号切除、阻尼）按工况整定，避免贸易结算误差。

选型表 · 工况 / 推荐管型对照查阅

工况	推荐管型
常规液体/气体、抗干扰优先	双 U 形（主流）
高粘度、卫生、需排空	直管（单/双直管）
浆液、含微量气	微弯/双管对称型
微小流量（加药、实验室）	D 系列微流量型
振动环境（无法避开）	双管自抵消结构 + 减震安装
介质	推荐测量管材质
常规水溶液、油品	316L
强腐蚀酸碱	哈氏合金 C
含氯离子/海水	钛
卫生级（食品/制药）	316L 电抛光

选型表 · 需求 / 配置对照查阅

需求	配置
常规远传	4~20mA + 脉冲
数字化运维	HART / RS485（Modbus-RTU）
批量控制/定量装车	变送器内置批量控制功能
密度/浓度监测	启用密度通道 + 浓度算法
远程显示	分体式变送器（墙挂/盘装）

TECHNICAL GUIDE

横向对比

选型口诀

质量直测数科氏，精度零点一贸易级；密度浓度一表测，配比装车它最宜；强振大口径是软肋，预算充足再选之。

厂最新样本为准。

横向对比 · 对比项 / 科里奥利质量流量计对照查阅

对比项	科里奥利质量流量计	热式气体质量流量计	电磁流量计	涡街流量计
测量对象	液体+气体	仅干燥洁净气体	导电液体	液体/气体/蒸汽
输出量	直接质量流量	直接质量流量	体积流量	体积流量（需补偿）
精度	±0.1%~0.5%R	±1.0%~2.0%R	±0.5%R	±1.0%~1.5%R
量程比	20:1~500:1	100:1~1000:1	10:1~100:1	10:1~30:1
温压补偿	不需要	不需要	不需要（质量需换算）	需要
密度/浓度测量	可	不可	不可	不可
直管段要求	无	5D/3D	5D/3D	前 20D 后 10D
耐温耐压	−200~350℃/40MPa	−40~200℃/6.4MPa	−40~180℃/4MPa	−40~400℃/15MPa+
含固/浆液	可（适度）	不可	优	差
抗振动	差	中	优	差
大口径经济性	差（>DN300 受限）	好	好	好
价格	最高	中	中	低

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