高粘度流體如何測(cè)量流量？
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化妝品，粘度很大，可能有幾萬厘泊。貌似一般的質(zhì)量流量計(jì)都測(cè)不了，請(qǐng)教！
全部評(píng)論(2條)
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- 擱淺の噯 2009-12-13 00:00:00
- 建議你用超聲波流量計(jì)。此流量計(jì)傳感器將電能轉(zhuǎn)換成超聲波能量，將其發(fā)射到被測(cè)流體內(nèi)，接受器收到超聲波信號(hào)，經(jīng)電子線路放大轉(zhuǎn)換成代表流量的電信號(hào)供給儀表作顯示。具體的我就不說了，你可以自己在網(wǎng)上搜搜超聲波流量計(jì)，主要的是它可安裝在管道外，不接觸被測(cè)流體，不受流體 溫度 壓力 粘度 密度 影響等的影響，所以完全符合你以上的要求。 由于是超聲波的，精確度很高很高，不是現(xiàn)在市場(chǎng)上一些流量計(jì)能比的，故障也少，維護(hù)較方便。 我以前用過上?？坡〉某暡髁坑?jì)，感覺還行，建議多看幾個(gè)品牌做比較。
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- 小泡泡944 2017-10-06 06:30:36
- 用超聲波流量計(jì)。 1、此流量計(jì)傳感器將電能轉(zhuǎn)換成超聲波能量，將其發(fā)射到被測(cè)流體內(nèi)，接受器收到超聲波信號(hào)，經(jīng)電子線路放大轉(zhuǎn)換成代表流量的電信號(hào)供給儀表作顯示。 2、主要的是它可安裝在管道外，不接觸被測(cè)流體，不受流體 溫度 壓力 粘度 密度 影響等的影響，所以完全符合你以上的要求。 3、由于是超聲波的，精確度很高很高，不是現(xiàn)在市場(chǎng)上一些流量計(jì)能比的，故障也少，維護(hù)較方便。
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流量控制算法
Elveflow智能界面提供了一種GX的流量控制算法，其可以輕松的幫助您進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)。即使您對(duì)這種算法不熟悉，ESI軟件界面也可以使用自動(dòng)調(diào)整按鈕（auto-tune button）為您設(shè)置這些參數(shù)。然后，您只需要使用相應(yīng)的參數(shù)稍微調(diào)節(jié)下速度和平滑度即可。這些參數(shù)有：PID類型（PID type）：首先將其設(shè)置為basic類型，實(shí)際上，在大多數(shù)情況下，它是非常有效地。
“Z大流量值（Max flow rate）”：僅在僅使用傳感器范圍的一小部分時(shí)才更改此參數(shù)。否則，不需要做任何改動(dòng)。默認(rèn)值為0，表示您正在使用整個(gè)范圍。
“P”參數(shù)：如果出現(xiàn)不穩(wěn)定問題即從ESI軟件上看到流動(dòng)曲線有波動(dòng)，請(qǐng)減小此值。
“I”參數(shù)：增大該值可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但是會(huì)在不穩(wěn)定性到達(dá)時(shí)逐漸停止。此時(shí)，也不用擔(dān)心，按下自動(dòng)調(diào)節(jié)按鈕（auto-tune button），軟件將會(huì)評(píng)估您的設(shè)置并為您調(diào)整“P”和“I”參數(shù)。所以首先，不要做任何改動(dòng)并按下它，然后，您可以根據(jù)需要再進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)驗(yàn)裝置
對(duì)于此實(shí)驗(yàn)裝置，需要用到以下Elveflow設(shè)備：
1、Elveflow壓力&流量控制器OB1
2、BFS或MFS
3、用于實(shí)驗(yàn)裝置連接用的微流體導(dǎo)管
4、微流體配件和連接器
組件列表
OB1微流體控制器Bronkhorst流量傳感器樣品儲(chǔ)液池
微流控導(dǎo)管和適配器
實(shí)驗(yàn)裝置連接示意圖即插即用Elveflow智能界面
Elveflow懂您的即插即用Elveflow智能界面ESI軟件的視頻介紹，請(qǐng)點(diǎn)擊如下鏈接：https://v.youku.com/v_show/id_XMzczODQ5ODg3Ng==.html?spm=a2h0k.11417342.soresults.dtitle當(dāng)您想要使用auto-tune功能時(shí)，首先要做的diyi件事就是準(zhǔn)備好您的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：檢查系統(tǒng)連接是否完整，閥門是否處于適當(dāng)?shù)呐渲脿顟B(tài)及系統(tǒng)是否準(zhǔn)備就緒。
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)也很重要，首先讓一些液體循環(huán)進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以避免出現(xiàn)沒有液體的過渡狀態(tài)，這些過渡裝填可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的系統(tǒng)校正。
Tips：為了獲得Z佳的調(diào)節(jié)，請(qǐng)將流量傳感器直接放在樣品儲(chǔ)液池的后面。
然后，啟動(dòng)Elveflow智能界面并按照以下步驟進(jìn)行操作：添加您的OB1壓力控制器和傳感器，并將傳感器連接到正在使用的OB1通道上。
Warning：必須打開通道才能使調(diào)整過程正常工作。調(diào)整過程將執(zhí)行突發(fā)壓力以表征系統(tǒng)。性能
案例1：使用auto-tune功能來調(diào)節(jié)流量
這種情況是典型的微流體應(yīng)用調(diào)節(jié)情況，非常適合我們的流量調(diào)節(jié)。所有調(diào)節(jié)參數(shù)均使用“auto-tune”功能來進(jìn)行計(jì)算?！癮uto-tune”功能調(diào)節(jié)快速（上升時(shí)間為0.2s），有時(shí)候會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)過沖但是具有良好的穩(wěn)定性。
案例2：非?？焖匍_關(guān)的流量調(diào)節(jié)
此示例顯示了在60μL/min和10μL/min之間以1s時(shí)間段進(jìn)行非?？焖俚那袚Q。在這種情況下，用戶需要手動(dòng)調(diào)節(jié)auto-tune給出的參數(shù)，以便為這些非?？焖俚霓D(zhuǎn)換提供穩(wěn)定的系統(tǒng)。
- 如何使用OB1壓力控制器和流量傳感器控制微流體流量？
微流體流量控制：OB1壓力控制器具有更快、更穩(wěn)定的微流體流量控制器的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合流量傳感器，它還可以執(zhí)行超精確的流量控制并監(jiān)控注入到芯片中的液體量。您可以在Elveflow軟件中輸入所需要的流量值，由于可定制的PID反饋回路，壓力控制器將會(huì)自動(dòng)的調(diào)節(jié)壓力以便達(dá)到所需要的流量值。本文旨在說明如何輕松的執(zhí)行此流量控制操作。
流量控制算法
Elveflow智能界面提供了一種GX的流量控制算法，其可以輕松的幫助您進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)。即使您對(duì)這種算法不熟悉，ESI軟件界面也可以使用自動(dòng)調(diào)整按鈕（auto-tune button）為您設(shè)置這些參數(shù)。然后，您只需要使用相應(yīng)的參數(shù)稍微調(diào)節(jié)下速度和平滑度即可。這些參數(shù)有：PID類型（PID type）：首先將其設(shè)置為basic類型，實(shí)際上，在大多數(shù)情況下，它是非常有效地。
“Z大流量值（Max flow rate）”：僅在僅使用傳感器范圍的一小部分時(shí)才更改此參數(shù)。否則，不需要做任何改動(dòng)。默認(rèn)值為0，表示您正在使用整個(gè)范圍。
“P”參數(shù)：如果出現(xiàn)不穩(wěn)定問題即從ESI軟件上看到流動(dòng)曲線有波動(dòng)，請(qǐng)減小此值。
“I”參數(shù)：增大該值可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但是會(huì)在不穩(wěn)定性到達(dá)時(shí)逐漸停止。此時(shí)，也不用擔(dān)心，按下自動(dòng)調(diào)節(jié)按鈕（auto-tune button），軟件將會(huì)評(píng)估您的設(shè)置并為您調(diào)整“P”和“I”參數(shù)。所以首先，不要做任何改動(dòng)并按下它，然后，您可以根據(jù)需要再進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)驗(yàn)裝置
對(duì)于此實(shí)驗(yàn)裝置，需要用到以下Elveflow設(shè)備：
1、Elveflow壓力&流量控制器OB1
2、BFS或MFS
3、用于實(shí)驗(yàn)裝置連接用的微流體導(dǎo)管
4、微流體配件和連接器
組件列表
OB1微流體控制器Bronkhorst流量傳感器樣品儲(chǔ)液池
微流控導(dǎo)管和適配器
實(shí)驗(yàn)裝置連接示意圖即插即用Elveflow智能界面
當(dāng)您想要使用auto-tune功能時(shí)，首先要做的diyi件事就是準(zhǔn)備好您的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：檢查系統(tǒng)連接是否完整，閥門是否處于適當(dāng)?shù)呐渲脿顟B(tài)及系統(tǒng)是否準(zhǔn)備就緒。
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)也很重要，首先讓一些液體循環(huán)進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以避免出現(xiàn)沒有液體的過渡狀態(tài)，這些過渡裝填可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的系統(tǒng)校正。
Tips：為了獲得Z佳的調(diào)節(jié)，請(qǐng)將流量傳感器直接放在樣品儲(chǔ)液池的后面。
然后，啟動(dòng)Elveflow智能界面并按照以下步驟進(jìn)行操作：添加您的OB1壓力控制器和傳感器，并將傳感器連接到正在使用的OB1通道上。
Warning：必須打開通道才能使調(diào)整過程正常工作。調(diào)整過程將執(zhí)行突發(fā)壓力以表征系統(tǒng)。性能
案例1：使用auto-tune功能來調(diào)節(jié)流量
這種情況是典型的微流體應(yīng)用調(diào)節(jié)情況，非常適合我們的流量調(diào)節(jié)。所有調(diào)節(jié)參數(shù)均使用“auto-tune”功能來進(jìn)行計(jì)算。“auto-tune”功能調(diào)節(jié)快速（上升時(shí)間為0.2s），有時(shí)候會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)過沖但是具有良好的穩(wěn)定性。
案例2：非?？焖匍_關(guān)的流量調(diào)節(jié)
此示例顯示了在60μL/min和10μL/min之間以1s時(shí)間段進(jìn)行非?？焖俚那袚Q。在這種情況下，用戶需要手動(dòng)調(diào)節(jié)auto-tune給出的參數(shù)，以便為這些非?？焖俚霓D(zhuǎn)換提供穩(wěn)定的系統(tǒng)。
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熱式流量?jī)x器在測(cè)量層流狀態(tài)的流體時(shí)，測(cè)量的準(zhǔn)確度和重復(fù)性是非常好的，因此，如果要使用熱式流量?jī)x器進(jìn)行精確的測(cè)量，shou選層流流體。但是，實(shí)際上，在測(cè)量流體的流量時(shí)，經(jīng)常碰到的是湍流。湍流通常是由安裝限制區(qū)如閥門或適配器等且流體有高流速而導(dǎo)致的。湍流會(huì)影響流體測(cè)量的精度，這在測(cè)量時(shí)是需要避免的。
湍流和層流
如何知道流體是層流還是湍流呢？
通常，流體流動(dòng)有兩種狀態(tài)：層流和湍流。從下面的圖中可以看到，圓柱管中使用墨水進(jìn)行的可視化層流實(shí)驗(yàn)。墨水通過水流注入到玻璃管中間。當(dāng)水的流速很低時(shí)，墨水似乎不會(huì)與水混合，流線是平行的，這稱為層流。
如果水的流速增加，則水溶液中將會(huì)發(fā)生突然變化。水的流動(dòng)完全被中斷，水溶液會(huì)通過墨水溶液區(qū)域并變得非常均勻。此時(shí)的流體流線是混亂的，不再是線性的，這稱為湍流。
雷諾系數(shù)（Re）的重要性
我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)增加和減少雷諾數(shù)？從理論上將，流體的流態(tài)取決于四個(gè)變量：
（1）管徑
（2）流體速度
（3）流體密度
（4）流體的動(dòng)力粘度
雷諾數(shù)可用于描述流體流動(dòng)狀態(tài)是層流還是湍流。通常可以說，層流在低雷諾數(shù)（≤約2300）下發(fā)生，湍流在高雷諾數(shù)（≥3000）下發(fā)生。在這兩個(gè)數(shù)字之間（Re=2300~3000），有一個(gè)“過渡流”，這意味著流動(dòng)可以是層流或湍流（Re的數(shù)值適用于圓柱形導(dǎo)管）。
什么時(shí)候出現(xiàn)湍流效應(yīng)呢？
湍流效應(yīng)是一種常見的效應(yīng)，安裝限制區(qū)如閥門或適配器且流體有高流速時(shí)會(huì)發(fā)生湍流效應(yīng)。在所有的限制區(qū)域位置，流量都已被中斷，氣體速度也將發(fā)生變化。除了使用限制區(qū)外，還需要考慮管道的長(zhǎng)度。由于從湍流再次到層流需要花費(fèi)一些時(shí)間，因此，使用正確的管道長(zhǎng)度是非常重要的。
由于湍流會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，因此，在測(cè)量之前在流量計(jì)的入口處防止發(fā)生湍流，使進(jìn)入到流量計(jì)的流體呈現(xiàn)層流狀態(tài)。但是，流量計(jì)本身可以看作流量控制器，可以看作是流量計(jì)后面的閥，因此，流量計(jì)流出的流體可能會(huì)再次引起湍流。
實(shí)際上，并非所有的液體流量計(jì)都將湍流視為不利的條件，主要是使用旁路原理的熱式流量計(jì)會(huì)對(duì)湍流影響比較敏感。基于科里奧利力、CTA（恒溫測(cè)速法）或超聲波原理的流量計(jì)與湍流無關(guān)。
為什么帶有旁路傳感器的熱式流量計(jì)會(huì)更加敏感呢？
帶有旁路傳感器的儀器是基于流經(jīng)限制區(qū)的主流和流經(jīng)實(shí)際傳感器的一小部分流體來工作的。這兩種流量之間的比例取決于傳感器上的壓降和層流的限制，湍流效應(yīng)將干擾該比率。由于帶有旁路傳感器的儀器通常用于非常準(zhǔn)確的測(cè)量，因此，湍流效應(yīng)會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生巨大的影響。
如何操作才能較大程度地減少湍流的不利影響呢？
將熱式質(zhì)量流量計(jì)與旁路傳感器一起使用時(shí)，建議進(jìn)行以下操作：
1）盡量避免管路上出現(xiàn)限制區(qū)例如閥門、適配器或彎接頭：
請(qǐng)勿將流量計(jì)直接安裝在閥門等限制區(qū)的后面，但是，如果不能避免的話，則可以在閥門和流量計(jì)之間使用湍流過濾器，也可以使用帶集成湍流過濾器的流量計(jì)。
應(yīng)盡可能的避免在靠近流量計(jì)的位置使用彎接頭。
2）使用正確的管道長(zhǎng)度來限制流速。通常建議使用較小的管道長(zhǎng)度為：
——流量計(jì)入口處管道直徑的10倍
——流量計(jì)出口處管道直徑的4倍
對(duì)于大于100 L/min的氣體流量，通常至少要使用12mm或1/2”的導(dǎo)管。
3）在流體流過的通路中使用“湍流”過濾器
湍流過濾器將在流量到達(dá)傳感器之前對(duì)其進(jìn)行過濾，并使其再次成為層流。如今，大部分流量計(jì)在其內(nèi)部集成了湍流過濾器或者流量計(jì)內(nèi)部具有擴(kuò)展的流路。湍流的影響取決于實(shí)驗(yàn)過程和具體的應(yīng)用
湍流是否造成破壞性的結(jié)果，很大程度上取決于具體的應(yīng)用。例如在半導(dǎo)體工藝中，特別是在諸如層沉積之類的涂層工藝中，湍流是不允許出現(xiàn)的，流體的穩(wěn)定過程是非常重要的。但是，在其他涂層工藝中，例如噴射技術(shù)中，由于會(huì)對(duì)流體施加很高的高壓，此時(shí)湍流的影響是非常小的。
科里奧利力流量傳感器
為了避免流體的湍流對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響，可以直接采用科里奧利力流量傳感器?？评飱W利力流量傳感器的工作原理是當(dāng)流體流過振動(dòng)管時(shí)，產(chǎn)生科里奧利力，使管彎曲或扭曲。通過較佳定位的傳感器檢測(cè)檢測(cè)極小的管位移并進(jìn)行電學(xué)估算。由于傳感器信號(hào)的測(cè)量相移與質(zhì)量流量成正比，因此，科里奧利傳感器可以直接測(cè)量質(zhì)量流量。測(cè)量原理與密度、溫度、粘度、壓力、熱容量或電導(dǎo)率無關(guān)。此外，科里奧利傳感器還可以測(cè)量流體的密度和溫度。
- 熱式流量?jī)x器測(cè)量層流和湍流狀態(tài)流體的精確度
熱式流量?jī)x器在測(cè)量層流狀態(tài)的流體時(shí)，測(cè)量的準(zhǔn)確度和重復(fù)性是非常好的，因此，如果要使用熱式流量?jī)x器進(jìn)行精確的測(cè)量，shou選層流流體。但是，實(shí)際上，在測(cè)量流體的流量時(shí)，經(jīng)常碰到的是湍流。湍流通常是由安裝限制區(qū)如閥門或適配器等且流體有高流速而導(dǎo)致的。湍流會(huì)影響流體測(cè)量的精度，這在測(cè)量時(shí)是需要避免的。
湍流和層流
如何知道流體是層流還是湍流呢？
通常，流體流動(dòng)有兩種狀態(tài)：層流和湍流。從下面的圖中可以看到，圓柱管中使用墨水進(jìn)行的可視化層流實(shí)驗(yàn)。墨水通過水流注入到玻璃管中間。當(dāng)水的流速很低時(shí)，墨水似乎不會(huì)與水混合，流線是平行的，這稱為層流。
如果水的流速增加，則水溶液中將會(huì)發(fā)生突然變化。水的流動(dòng)完全被中斷，水溶液會(huì)通過墨水溶液區(qū)域并變得非常均勻。此時(shí)的流體流線是混亂的，不再是線性的，這稱為湍流。
雷諾系數(shù)（Re）的重要性
我們?nèi)绾螌?shí)現(xiàn)增加和減少雷諾數(shù)？從理論上將，流體的流態(tài)取決于四個(gè)變量：
（1）管徑
（2）流體速度
（3）流體密度
（4）流體的動(dòng)力粘度
雷諾數(shù)可用于描述流體流動(dòng)狀態(tài)是層流還是湍流。通?？梢哉f，層流在低雷諾數(shù)（≤約2300）下發(fā)生，湍流在高雷諾數(shù)（≥3000）下發(fā)生。在這兩個(gè)數(shù)字之間（Re=2300~3000），有一個(gè)“過渡流”，這意味著流動(dòng)可以是層流或湍流（Re的數(shù)值適用于圓柱形導(dǎo)管）。
什么時(shí)候出現(xiàn)湍流效應(yīng)呢？
湍流效應(yīng)是一種常見的效應(yīng)，安裝限制區(qū)如閥門或適配器且流體有高流速時(shí)會(huì)發(fā)生湍流效應(yīng)。在所有的限制區(qū)域位置，流量都已被中斷，氣體速度也將發(fā)生變化。除了使用限制區(qū)外，還需要考慮管道的長(zhǎng)度。由于從湍流再次到層流需要花費(fèi)一些時(shí)間，因此，使用正確的管道長(zhǎng)度是非常重要的。
由于湍流會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，因此，在測(cè)量之前Z好在流量計(jì)的入口處防止發(fā)生湍流，使進(jìn)入到流量計(jì)的流體呈現(xiàn)層流狀態(tài)。但是，流量計(jì)本身可以看作流量控制器，可以看作是流量計(jì)后面的閥，因此，流量計(jì)流出的流體可能會(huì)再次引起湍流。
實(shí)際上，并非所有的液體流量計(jì)都將湍流視為不利的條件，主要是使用旁路原理的熱式流量計(jì)會(huì)對(duì)湍流影響比較敏感。基于科里奧利力、CTA（恒溫測(cè)速法）或超聲波原理的流量計(jì)與湍流無關(guān)。
為什么帶有旁路傳感器的熱式流量計(jì)會(huì)更加敏感呢？
帶有旁路傳感器的儀器是基于流經(jīng)限制區(qū)的主流和流經(jīng)實(shí)際傳感器的一小部分流體來工作的。這兩種流量之間的比例取決于傳感器上的壓降和層流的限制，湍流效應(yīng)將干擾該比率。由于帶有旁路傳感器的儀器通常用于非常準(zhǔn)確的測(cè)量，因此，湍流效應(yīng)會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生巨大的影響。
如何操作才能較大地減少湍流的不利影響呢？
將熱式質(zhì)量流量計(jì)與旁路傳感器一起使用時(shí)，建議進(jìn)行以下操作：
1）盡量避免管路上出現(xiàn)限制區(qū)例如閥門、適配器或彎接頭：
請(qǐng)勿將流量計(jì)直接安裝在閥門等限制區(qū)的后面，但是，如果不能避免的話，則可以在閥門和流量計(jì)之間使用湍流過濾器，也可以使用帶集成湍流過濾器的流量計(jì)。
應(yīng)盡可能的避免在靠近流量計(jì)的位置使用彎接頭。
2）使用正確的管道長(zhǎng)度來限制流速。通常建議使用Z小的管道長(zhǎng)度為：
——流量計(jì)入口處管道直徑的10倍
——流量計(jì)出口處管道直徑的4倍
對(duì)于大于100 L/min的氣體流量，通常至少要使用12mm或1/2”的導(dǎo)管。
3）在流體流過的通路中使用“湍流”過濾器
湍流過濾器將在流量到達(dá)傳感器之前對(duì)其進(jìn)行過濾，并使其再次成為層流。如今，大部分流量計(jì)在其內(nèi)部集成了湍流過濾器或者流量計(jì)內(nèi)部具有擴(kuò)展的流路。湍流的影響取決于實(shí)驗(yàn)過程和具體的應(yīng)用
湍流是否造成破壞性的結(jié)果，很大程度上取決于具體的應(yīng)用。例如在半導(dǎo)體工藝中，特別是在諸如層沉積之類的涂層工藝中，湍流是不允許出現(xiàn)的，流體的穩(wěn)定過程是非常重要的。但是，在其他涂層工藝中，例如噴射技術(shù)中，由于會(huì)對(duì)流體施加很高的高壓，此時(shí)湍流的影響是非常小的。
科里奧利力流量傳感器
為了避免流體的湍流對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的影響，可以直接采用科里奧利力流量傳感器?？评飱W利力流量傳感器的工作原理是當(dāng)流體流過振動(dòng)管時(shí)，產(chǎn)生科里奧利力，使管彎曲或扭曲。通過定位的傳感器檢測(cè)檢測(cè)極小的管位移并進(jìn)行電學(xué)估算。由于傳感器信號(hào)的測(cè)量相移與質(zhì)量流量成正比，因此，科里奧利傳感器可以直接測(cè)量質(zhì)量流量。測(cè)量原理與密度、溫度、粘度、壓力、熱容量或電導(dǎo)率無關(guān)。此外，科里奧利傳感器還可以測(cè)量流體的密度和溫度。
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