Page 73 - 《真空与低温》2025年第5期

612 真空与低温 第 31 卷 第 5 期

型测量管展现出较高的固有频率，伴随较小的振幅， ring tube in a Coriolis flowmeter[J]. IEE Proceedings-Science，
增加检测难度；相反，六直管型则固有频率较低，易 Measurement and Technology，2004，151（3）：201−204.
受外界干扰影响。相比之下，双直管型与四直管型 [5] WANG T，BAKER R C，YOUSIF H. An advanced numeri-
测量管的固有频率处于适中范围，有效缓解前两种 cal model for single straight tube Coriolis flowmeters[C]//In-
排布的局限性。 ternational Conference on Flow Measurement，2004.
（2）鉴于直管型测量管可类比为横臂梁结构， [6] RASZILLIER H， DURST F. Coriolis-effect in mass flow
metering[J]. Archive of Applied Mechanics， 1991， 61（3）：
其主要形变模式为弯曲形变，故此时的固有频率为
弯曲频率。因此，随着管长的增加，测量管的固有 192−214.
[7] 仝猛. 科氏质量流量计理论与应用研究 [D]. 西安：西北工
频率呈现下降趋势。而测量管厚度对其频率的影
业大学，2003.
响呈现线性关系，随着厚度的增加，测量管的固有
[8] VETTER G，NOTZON S. Effect of pulsating flow on Coriolis
频率呈现上升趋势。在科氏流量计的设计时，可通
mass flowmeters[J]. Flow Measurement & Instrumentation，
过调整测量管的几何形状与排布方式，灵活调控固
1994，5（4）：263−273.
有频率及相位信息，根据实际的振动特征选定合适
[9] KUTIN J，BAJSIĆ I. An analytical estimation of the Coriolis
的固定频率作为激振频率，促使测量管达到共
meter’s characteristics based on modal superposition[J]. Flow
振状态，并减少环境噪声的干扰进而提升测量的精
Measurement and Instrumentation，2002，12（5/6）：345−351.
准度。
[10] ZHOU Z，GAO L，CHEN Z，et al. Numerical analysis and
（3）在模态分析的基础上，充分考虑流体与结
test of vibration and interference characteristics of dual U-
构之间的作用，以水、液化天然气为工质，对科氏 tube Coriolis flowmeter[J]. Flow Measurement and Instru-
流量计开展流固耦合分析。发现工质为水时，科氏 mentation，2023，93：102437.
质量流量计测量管固有频率展现出与空管条件下 [11] 余潋滟，裴祥翔，李想，等. U 型科里奥利质量流量计温度
明显的差异，而工质为 LNG 时差异较小。测量管 影响特性分析 [J]. 仪表技术与传感器，2024（2）：28−35.
长度与壁厚的增加通过提升结构抗弯刚度，削弱流 [12] 裴祥翔，陈强峰，宋玉彩，等. U 型液氢科里奥利质量流量
体工质的附加质量效应影响，使湿-干模态固有频 计理论与数值分析 [J]. 天津大学学报（自然科学与工程
率差异值减少。这一发现强调了在进行模态分析 技术版），2024，57（9）：992−1000.
时，必须全面考量工质对测量管材料物理性质以及 [13] VESAGHATI JAVAN M，NAVAZI H M. Effects of boun-
结构参数的潜在影响，以确保分析结果的准确性和 dary conditions on phase shift of a dual-tube conveying fluid
可靠性。 in the coriolis mass flowmeter[J]. SSRN Electronic Journal，
2023，118：103863.
参考文献：
[14] 蔡青，李世芸，于英林，等. 圆柱型壳体动态分析 [J]. 现代

[1] 杨力. 国内质量流量计未来发展方向 [J]. 仪器仪表用户， 机械，2006（1）：13−15.
[15] MISRA A，PAIDOUSSIS M，VAN K. On the dynamics of
2017，24（2）：97−99.
[2] 余潋滟. 低温科里奥利质量流量计数值分析与实验研究 curved pipes transporting fluid. Part I：Inextensible theory[J].
Journal of Fluids & Structures，1988，2（3）：221−244.
[D]. 杭州：浙江大学，2024.
[16] 孟庆山. 考虑测量管形状不确定性的科氏质量流量计动
[3] SULTAN G，HEMP J. Modelling of the Coriolis mass flow-
力学建模方法 [D]. 西安：西安理工大学，2020.
meter[J]. Journal of Sound and Vibration，1989，132：473−489.
[4] WANG T，BAKER R. Manufacturing variation of the measu- （责任编辑：杨建斌）

引文信息：刘冰，沈子奇，彭维戊，等. 大口径 LNG 科氏质量流量计模态分析[J]. 真空与低温，2025，31（5）：604−612.
LIU B，SHEN Z Q，PENG W W，et al. Modal analysis of large-bore coriolis mass flowmeters for LNG[J]. Vacuum and
Cryogenics，2025，31（5）：604−612.