Αρχή λειτουργίας του μετρητή ροής μάζας Coriolis

Η βασική αρχή λειτουργίας του μετρητή ροής μάζας Coriolis (αναφέρεται ως μετρητής ροής Coriolis για συντομία) είναι η αξιοποίηση της δύναμης Coriolis που παράγεται όταν το ρευστό ρέει μέσα σε έναν δονούμενο σωλήνα και η άμεση μέτρηση του ρυθμού ροής μάζας του ρευστού ανιχνεύοντας τη διαφορά φάσης του δονούμενου σωλήνα. Μπορεί επίσης να εξαγάγει και να μετρήσει παραμέτρους όπως η πυκνότητα και η θερμοκρασία.

Ανάλυση Βασικών Αρχών

Δημιουργία Δύναμης Coriolis Η δύναμη Coriolis είναι μια αδρανειακή δύναμη. Όταν ένα αντικείμενο κινείται γραμμικά σε ένα περιστρεφόμενο σύστημα αναφοράς, υπόκειται σε μια δύναμη κάθετη τόσο στην κατεύθυνση κίνησης όσο και στον άξονα περιστροφής. Σε ένα ροόμετρο Coriolis, ο δονούμενος σωλήνας μέτρησης λειτουργεί ως το «περιστρεφόμενο σύστημα αναφοράς» και το ρευστό που ρέει μέσα στον σωλήνα χρησιμεύει ως το «κινούμενο αντικείμενο».

Δόνηση του Σωλήνα Μέτρησης Ο σωλήνας μέτρησης του ροόμετρου (συνήθως σχήματος U, ευθύς ή διπλά λυγισμένος) κινείται από έναν ενεργοποιητή σε σταθερή συχνότητα (φυσική συχνότητα) για να εκτελεί περιοδική παλινδρομική δόνηση (παρόμοια με τη δόνηση ενός διαπασών). Όταν δεν υπάρχει ροή ρευστού μέσα στον σωλήνα, η δόνηση του σωλήνα μέτρησης είναι συμμετρική και οι φάσεις δόνησης στα άκρα εισόδου και εξόδου του σωλήνα είναι απολύτως ομοιόμορφες.

Διαφορά φάσης που προκαλείται από ροή ρευστού Όταν το ρευστό ρέει από το άκρο εισόδου προς το άκρο εξόδου μέσα στον δονούμενο σωλήνα:

Όταν το ρευστό δονείται προς τα πάνω μαζί με τον σωλήνα μέτρησης, υπόκειται σε δύναμη Coriolis που εμποδίζει τη δόνηση, με αποτέλεσμα μια υστέρηση φάσης στο άκρο εισόδου του σωλήνα.

Όταν το ρευστό δονείται προς τα κάτω μαζί με τον σωλήνα μέτρησης, υπόκειται σε μια δύναμη Coriolis που προάγει τη δόνηση, οδηγώντας σε μια προώθηση φάσης στο άκρο εξόδου του σωλήνα.

Αυτή η διαφορά δύναμης προκαλεί μια διαφορά φάσης μεταξύ των άκρων εισόδου και εξόδου του σωλήνα μέτρησης, και το μέγεθος της διαφοράς φάσης είναι άμεσα ανάλογο με τον ρυθμό ροής μάζας του ρευστού.

Αισθητήρες ανίχνευσης και υπολογισμού σήματος (όπως ηλεκτρομαγνητικοί αισθητήρες) εγκαθίστανται και στα δύο άκρα του σωλήνα μέτρησης για την ανίχνευση των σημάτων φάσης δόνησης. Ο πομπός του ροόμετρου μετατρέπει το σήμα διαφοράς φάσης σε ηλεκτρικό σήμα και στη συνέχεια υπολογίζει τον ρυθμό ροής μάζας του ρευστού μέσω ενός ενσωματωμένου αλγορίθμου (άμεση μέτρηση χωρίς την ανάγκη αντιστάθμισης θερμοκρασίας και πίεσης). Εν τω μεταξύ, η φυσική συχνότητα του σωλήνα μέτρησης σχετίζεται με την πυκνότητα του ρευστού μέσα στον σωλήνα, επομένως η πυκνότητα του ρευστού μπορεί επίσης να υπολογιστεί μέσω της συχνότητας δόνησης.

Βασικά χαρακτηριστικά (Σε συνδυασμό με τεχνικές παραμέτρους μετρητή ροής)

Άμεση μέτρηση του ρυθμού ροής μάζας: Σε αντίθεση με τους ογκομετρικούς μετρητές ροής (όπως οι μετρητές ροής στροβίλου και οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές ροής), δεν υπάρχει ανάγκη μετατροπής μέσω πυκνότητας, επομένως η ακρίβεια και η επαναληψιμότητα επηρεάζονται λιγότερο από τις συνθήκες εργασίας.

Ευρεία εφαρμογή σε μέσα: Μπορεί να μετρήσει υγρά, αέρια και πολυφασικές ροές (όπως υγρά και πολτούς που περιέχουν φυσαλίδες) και είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για μέσα υψηλού ιξώδους, υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης.

Πλεονεκτήματα στις τεχνικές παραμέτρους: Η ακρίβεια μπορεί συνήθως να φτάσει το ±0,1%~±0,5%, και η επαναληψιμότητα μπορεί να φτάσει το ±0,02%~±0,1%, σύμφωνα με διεθνή πρότυπα όπως το ISO 9104 και το ASTM D5125.