一種懸浮陀螺式質量流量計的研究
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球在x向上的受力有：在球的迎流面的噴射流的動壓頭和靜壓頭所形成的力Fp，粘性摩擦力形成的力Fn，球尾部的靜壓力所形成的力Fw。
流體環繞懸浮體是連續的，當噴射流環繞球的前半部分時會形成環流區，環流區的長度由球的迎流面所限制。當連續環流饒過球時，會產生與液流方向相反的力，這是由于在球的尾部靜壓力恢復的結果。因此可以認為前面所述的兩個力Fp及Fw對球的作用力之和與液流方向相反。小球懸浮時合力為零，即達到穩定狀態。
小球在y向上所受的力有重力Fg，浮力Ff，升力Fs。其中重力Fg方向垂直向下，浮力Ff 及升力Fs方向向上。當流體繞流球時，由于噴射流與球相互作用而產生上升力Fs。球在y向上懸浮的條件是這些力的合力為零。
小球的旋轉機理可以定性地歸因于球體周圍不均勻的速度分布。當流體沿球表面繞流時，在球的通孔兩端口處將產生很大的沖擊力，由于速度分布不均勻，導致這兩端的速度梯度不一樣，在兩端產生的切向力不相等，且作用力方向恰好相反，從而產生不平衡力矩。隨著小球的搖擺角度的增加，該不平衡力矩也增大，當力矩大到足以克服小球的轉動慣量時，小球就旋轉起來了。
4. 器件的選取
整個懸浮陀螺質量流量計是由流量傳感器、A/D轉換器、微控制器、程序和參數存儲器、D/A轉換器、LCD液晶顯示和通訊模塊組成。結構概圖如圖2所示。A/D轉換芯片選用的是AD7715；微處理器選用的是PIC16C73；E2PROM選用的是93LC86；D/A轉換芯片選用的是AD421；HART MO-DEM使用的是Symbios Logic公司的20C15（該芯片可用于實現HART協議物理層的要求）。在此只列出所選用的相應器件，具體的應用情況略。
進行完理論上的研究之后，我們又在實驗管線上進行了一系列的實驗。由于溫度、壓力的變化比較小，可以暫時不考慮被測流體密度的變化，則ρ=const，定性地分析儀表的參數K。由式（3）得公式
5. 實驗數據分析
進行完理論上的研究之后，我們又在實驗管線上進行了一系列的實驗。由于溫度、壓力的變化比較小，可以暫時不考慮被測流體密度的變化，則ρ=const，定性地分析儀表的參數K。由式（3）得
表1 質量流量測量定性實驗數據 
6. 結 論
質量流量測量是今后流量測量領域的一個不可逆轉的發展趨勢，懸浮陀螺質量流量計是一種結合了新穎獨特的運行機理而開發出來的一種利用雙通道法實現質量流量測量的新型流量計。具有結構簡單、原理獨特、壽命長、維護簡便、計量特性優異等突出的優點，同時解決了臟污流、兩相流等流量測量問題。
相對于傳統的組合式質量流量計，它結構簡單，信號完全從一個傳感器上取出，處理起來更直接更方便；相對于直接式質量流量計，它的價格低很多，具有較高的性能價格比。這種新穎的質量流量計的研究開發符合工業生產的實際需要，特別是在石油計量和能源節約方面必將具有很好的發展前景。 (end)
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