Кориолисовы расходомеры измеряют временную задержку между сигналами детекторов. Основными элементами датчика кориолисова расходомера являются:
• расходомерные (сенсорные) трубки;
• электромагнитная катушка возбуждения;
• два детектора с магнитами и электромагнитными катушками.
Принцип работы расходомера основан на эффекте Кориолиса: по движение среды во вращательном движении сенсорной трубки вызывает кориолисово ускорение, которое приводит к появлению кориолисовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, придаваемого ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Таким образом, во входной половине трубки сила, действующая со стороны жидкости, препятствует смещению трубки, а в выходном –способствует ему. Это приводит к изгибу трубки. Когда во второй фазе вибрационного цикла трубка движется вниз, направление изгиба меняется на противоположное. То есть под воздействием задающей катушки расходомера трубка колеблется с резонансной частотой, и при движении среды в колеблющейся трубке различные ее части колеблются друг относительно друга. Этот изгиб приводит к взаимному рассогласованию по фазе колебаний различных участков расходомерной трубки, которое преобразуется электромагнитным детектором скорости в выходной сигнал датчика расхода.
Детектором измеряют фазовый сдвиг при движении противоположных сторон сенсорной трубки. Как результат изгиба сенсорных трубок генерируемые детекторами сигналы не совпадают по фазе, так как сигнал от входной стороны запаздывает по отношению к сигналу с выходной стороны. Разность во времени между сигналами ΔT пропорциональна массовому расходу.
Резонансная частота трубки зависит от ее диаметра, материала, конструкции и массы. Масса трубки постоянна для данного датчика. Поскольку масса среды в трубке равна ρср ⋅Vср, а Vср = const, то частота резонансных колебаний трубки может быть привязана к плотности среды и определена путем измерения частоты резонансных колебаний, периода колебаний трубки и температуры.