一、天然气流量计体结构
目前世界上有约20家公司先后推出原理相同、结构各异的CMF。口径小1.5mm，大150mm，测量范围从小0-27kg/h到大0-680t/h。不管型号，天然气流量计结构一般均包含如下几个部分。
(1)测量管(振动管) 是传感器的敏感部件。
(2)驱动装置 产生电磁力，驱动测量管以接近谐振的频率振动。
(3)位置检测器 用于检测测量管的扭曲变化。
(4)支撑结构 如图5. 7中的桥架。
(5)温度传感器 用于检测温度、补偿测量管材料杨氏模量的温度系数。
(6)壳体 对传感器保护(有的产品有第二层保护外壳)。
另外，有加热保温型、防爆型、卫生型等结构。
二、天然气流量计测量管
天然气流量计测量管从结构形状来分，有弯管式和直管式两大类。目前大多数产品为弯管式，其形状有U形、运动跑道形、B形、S形、Ω形、双梯形、螺旋形、△形等。不管什么形状，又有单管、双管(双环)、多管(多环)几种。其中，大多数产品是采用两很平行的管子，而多管(多环)式其用于测量的部分也是两根管(环)。从结构上看，双管结构目前大多数采用并联式，在入口处有分流器，把来自法兰接口的流且对称地分成两部分流入两根测量管，在出口处又有一个汇流器，将两根管中流体重新汇集在一起通过出口法兰送出。这样的结构要求分流器完全对称，两根支管也必须对称，出厂前要严格调试好动态平衡。另一种是采用单管申联双环的型式，用于侧的支管看起来仍是两根(双环)，由于它是用一根管子串联组成的，入口和出口没有分流器和汇流器，因分流而造成的不对称的缺点得到了克服，图5.7所示的CORIMASS MFS-1000就是单管串联双环结构。大多数双管并联式产品在其度规定中有“士零点稳定性”一项(数值有指标控制)，而单管双环式，因其零点稳定性好，在度指标中没有“零点稳定性”这一项。U形测量管的改进型△形测量管较U形灵敏度性能均有提高。单管直管型质量流量计目前已具有一定的市场占有率，与传统的双管型结构相比有很大的优越性，如流通能力大、压损更小、更易清洗等。单管直管形结构在设计上要很好解决抗振性问题。Promass M型流量计(图5.9)是该种类型产品。毫无疑问，单管直管型式是今后天然气流量计的发展趋势和方向。图5.10列举了几种典型的测量管的结构形式。
从设计的角度分析，弯管与直管相比，弯管振动较容易，但频率较低，一般80-10OHz;直管振动难，但频率较高，有高达700-1100Hz，对避免外界机械振动干扰有利。管子尺寸加长，有利振动，科氏力和扭转角增加，应力减小，但这样便增大了重量和压力损失，因而形状和尺寸要综合考虑择优而定。管子壁厚涉及到灵敏度和耐压强度，需合理计算，一般其大工作压力至少应取破坏应力的1/4。
三、天然气流量计驱动装置
大多数采用电磁驱动器，所产生的电磁力驱动测量管以接近谐振频率的频率振动。用于测量黏度或密度较高的介质时，要考虑对驱动装置增加辅助电源。多数流量传感器采用两管平行的结构，那么驱动器的线圈固定在一根管子上(或相关联的支架上)，而磁铁则固定在另一根管子上(或相关联的支架上)。有的传感器，如双梯形，采用双驱动器，这是结构形式所要求的。
四、天然气流量计位置检测器
位置检测器多数采用电磁式的，把线圈固定在一根管于上，磁铁固定在另一根管子上，一般以驱动器为中心，左右对称各安装一只，两根支管的振动扭曲程度直接反映在位置检测器中，信号送至转换电路加以处理。还有一种光电式检测器，在测量管两端各有一对小平板焊在两根测量管上，之间有一定间隙，间隙(快门)宽度依两根测量管扭曲程度而变化，由发光二极管发射的红外光线经蓝宝石传导系统通过快门间隙在另一侧被高灵敏度光敏二极管接收，并转换成交流电信号。如图5.11所示
五、天然气流量计支撑结构
CMF的测量管既是介质流通管，又是敏感部件，支撑结构很重要。测量管固定在支撑结构上，作为振动系统的振动轴心，是系统振动特性的起始点。同时它又是隔离外来振动的一道重要屏障。在图5.7-图5.9所列举的三种典型结构中，D系列和m-Point的支撑均是刚性很好的圆筒，而MFS-1000则是一个桥架(bridge)，此桥架看似笨重，实际上很好地抑制了外来振动的干扰。
六、天然气流量计传感器
一般以一个l00Ω的铂电阻温度计Pt100贴在振动管的某一部位上，检测流体(同时也是测量管)的温度。对温度影响加以补偿。
七、天然气流量计壳体
CMF的外壳，多用薄板全焊接密封结构，有的内部充以5OkPa的氮气，起保护作用。防护等级一般为IP67，因此传感器在现场是可靠的。由于CMF的测量管采用薄壁管，靠不停息地振动的原理工作，因而其外壳不仅有保护作用，还必须有安全的考虑。为避免测量管万一破裂时，有有毒或腐蚀性介质外溢造成损害，对于安全型传感器，在道密封壳外面再加一个“二次容器(控制)"作为安全外壳。其设计原则是:
①大连续控制压力≥大过程压力;
②10h内大控制压力≥保险压力;
③控制爆裂压力≥工厂设计压力。
八、天然气流量计材料选择
对于湿零件，目前用316L、1Crl8Nil2Mo2Ti、哈氏合金C-22 Ni-Span(镍铬钛铁恒弹性系数合金)、钛、锆等，密封垫用氟橡胶。非浸润零部件用304或316。测量管材料的选择和尺寸设计，既要考虑有柔性，以便产生足够的挠曲和相位变化，又要充分考虑金属疲劳、应力腐蚀、冲蚀损坏、耐压强度等各种因素。要选择和控制管子的振幅适当。
作为接触介质的零部件，对大多数CMF传感器来说是一种标准的选择(用于氯化物和卤素除外)。这种材料适应于过程工业中大多数流体。钛有较多的弹性、抗压强度、热膨胀系数和对很多腐蚀性流体的抗腐蚀能力，被直管形传感器所选用。
对防腐蚀有特殊要求时，有的产品还可以使用Teflon TFE作衬里或者使用Halar ECTFE涂层。
一种典型的25mm传感器采用的是19mm内径的薄壁管，壁厚为1.65mm。
