Coriolis plūsmas mērītājs ir viena no nedaudzajām tehnoloģijām, kas mēramasas plūsma tiešitā vietā, lai to secinātu no skaļuma. Tā vietā, lai mērītu ātrumu un pēc tam koriģētu blīvumu, temperatūru vai spiedienu, Coriolis masas plūsmas mērītājs nosaka, kā kustīgs šķidrums traucē vibrējošu mērcauruļu komplektu, un nolasa patieso masas plūsmu no šī traucējuma.
Šī vienīgā atšķirība ir iemesls, kāpēc Coriolis plūsmas mērītāja principam ir nozīme ar dozēšanu, padevi, sajaukšanu un -uzglabāšanu saistītajos mērījumos, kur procesu kontrolē masa un šķidruma blīvums nepaliek nemainīgs.
Ātrā atbilde:Coriolis plūsmas mērītājs vibrē mērīšanas cauruli un vēro nelielu fāzes nobīdi starp caurules ieeju un izeju. Šīs fāzes nobīdes lielums ir proporcionāls masas plūsmai, tāpēc skaitītājs ziņo tieši masas plūsmu un parasti vienlaikus blīvumu un temperatūru.
Šajā rokasgrāmatā ir paskaidrots, kā skaitītājs darbojas soli pa solim, kas ietekmē tā precizitāti, kur tas iederas, kā to salīdzina ar citiem.rūpnieciskie plūsmas mērītājiun kā to pareizi norādīt.
Kāds ir Koriolis plūsmas mērītāja princips?
Princips ir balstīts uz Koriolisa efektu. Skaitītāja iekšpusē viena vai vairākas plūsmas caurules tiek iedarbinātas kontrolētā vibrācijā. Kad šķidrums iet cauri vibrējošām caurulēm, kustīgā masa nedaudz pagriež cauruli, radot izmērāmu fāzes nobīdi starp ieplūdes un izplūdes pusēm. Sensori nosaka šo nobīdi, un raidītājs to pārvērš masas plūsmas rādījumā.
Attiecības ir tiešas: jo lielāka masa pārvietojas pa cauruli, jo lielāks ir vērpšanas efekts. Saskaņā ar publicētomasas plūsmas mērītāja fizika, izmērītā laika nobīde ir proporcionāla masas plūsmai, un caurules stingrība un ģeometrija ir zināmi faktori. Tāpēc Coriolis skaitītājam nav nepieciešams novērtēt masu pēc tilpuma.
Koriolisa efekts vienkāršā izteiksmē
Koriolisa efekts apraksta, kā kustīga masa, šķiet, novirzās rotējošā vai vibrējošā rāmī. Koriolisa skaitītāja caurules negriežas kā ritenis; tie vibrē nepārtraukti, un ar šo vibrāciju pietiek, lai radītu efektu.
Ja nav plūsmas, caurules ieplūdes un izplūdes malas vibrē pakāpeniski. Tiklīdz šķidrums pārvietojas, ieplūdes puse atpaliek un izplūdes puse ir novadīta, tāpēc abas puses nav sinhronizētas. Šī mazā laika atšķirība ir fāzes nobīde, ko mēra sensori, un raidītājs to pārvērš plūsmas ātrumā.
Kāpēc tas lasa masu, nevis apjomu
Ātruma{0}}mērītāji mēra, cik ātri šķidrums pārvietojas, un pēc tam ir nepieciešami blīvuma dati, lai sasniegtu masas plūsmu. Koriolisa mērītājs reaģē uz paša šķidruma masas inerci, tāpēc tas masu aprēķina tieši. Ja blīvums mainās līdz ar temperatūras, spiediena, koncentrācijas vai receptes izmaiņām, tas novērš galveno kļūdu avotu un bieži vien novērš atsevišķus kompensācijas instrumentus. Tāda pati loģika attiecas uz pārtikas un ķīmisko darbu, kur amasas plūsmas mērītājs mēra vidi pēc svaranevis pēc pārvietotā tilpuma.
Kā Coriolis plūsmas mērītājs darbojas soli pa solim?
Fizika izklausās abstrakti, bet darba secība ir vienkārša.
1. darbība: caurule tiek iedarbināta vibrācijā
Piedziņas spole nodrošina mērīšanas caurules vibrāciju kontrolētā frekvencē. Caurules ģeometrija atšķiras atkarībā no konstrukcijas — U-formas, izliektas, taisnas vai dubult{2}}caurules. Divu-cauruļu konstrukcijas ir izplatītas, jo tās novērš ārējās ēkas un cauruļu vibrāciju — vājo vietu, kas ierobežoja Koriolisa mērītājus pirms konstrukcijas nogatavināšanas.
2. darbība: šķidrums ieplūst vibrācijas caurulē
Šķidrumam ejot cauri caurulei, tā masa pretojas virziena izmaiņām un pieliek nelielu griešanās spēku. Spēks ir niecīgs, taču modernie noņemšanas sensori to atrisina uzticami.
3. darbība. Sensori nosaka fāzes nobīdi
Noņemšanas sensori atrodas dažādos caurules punktos un salīdzina vibrāciju pie ieejas un izejas. Ja nav plūsmas, signāli tiek sinhronizēti. Ar plūsmu parādās laika aizkave, un šī aizkave ir proporcionāla masas plūsmas ātrumam.
4. solis: raidītājs aprēķina izejas
Raidītājs apstrādā sensora signālus izmantojamās vērtībās: masas plūsmas ātrums, blīvums, temperatūra, summārā masa un aprēķinātā tilpuma plūsma, kā arī koncentrācijas vērtības dažos lietojumos. Izejas sasniedz PLC, DCS vai pakešu kontrolieri, izmantojot analogo, impulsu vai digitālo saziņu, piemēram, HART, Modbus vai PROFIBUS.
Coriolis masas plūsmas mērītāja galvenās sastāvdaļas
Katra daļa veicina stabilu, atkārtojamu mērījumu:
- Plūsmas caurulespārvadāt procesa šķidrumu; forma un materiāls ir izvēlēti atbilstoši videi, izmantojot īpašus sakausējumus kodīgai, higiēniskai, augstas temperatūras{0}} vai abrazīvai lietošanai.
- Piedziņas spoleierosina cauruli un notur stabilu atsauces vibrāciju.
- Noņemšanas sensorimēra fāzes nobīdi, kas kļūst par masas plūsmas signālu.
- Temperatūras sensorskompensē caurules stinguma izmaiņas un ziņo par procesa temperatūru.
- Raidītājspārvērš neapstrādātus signālus plūsmas, blīvuma, temperatūras un izvades protokolos.
Ko var izmērīt ar Coriolis plūsmas mērītāju?
Tehnoloģijas vērtība ir tāda, ka viens instruments ziņo par vairākiem mainīgajiem.Masu plūsmair primārā izvade, kas ir ideāli piemērota partijām, dozēšanai, sajaukšanai un reakcijas kontrolei.Blīvumsir iegūts no caurules vibrācijas raksturlielumiem un palīdz izsekot koncentrācijai vai produkta kvalitātei.Temperatūraatbalsta kompensāciju un uzraudzību.Tilpuma plūsmatiek aprēķināts no masas un blīvuma, kad tas ir nepieciešams vadības sistēmai. Dažos iestatījumos blīvums un temperatūra tiek aprēķināti kopākoncentrācija, piemēram, cukura saturs, spirta stiprums vai maisījuma attiecība atkarībā no raidītāja un konfigurācijas.
Kāpēc Coriolis plūsmas mērītāji ir precīzi?
Coriolis mērierīces tiek izvēlētas, ja precizitāte un atkārtojamība ir kritiska, un šai precizitātei ir konkrēti avoti, nevis mārketinga apgalvojumi. Tas palīdz nošķirt trīs idejas, kas bieži tiek izplūdušas kopā:
- Tieša masas mērīšananovērš ātruma -līdz-blīvuma secinājumus, kas palielina tilpuma metru nenoteiktību, īpaši, ja blīvums mainās.
- Atkārtojamībaparasti ir ļoti augsts, jo plūsmas ceļā nav kustīgu daļu, kas varētu mehāniski nolietoties vai novirzīties.
- Nulles stabilitātenozīme pie zemas plūsmas. Slikti nulles skaitītājs vai skaitītājs, kas darbojas zem tā izmantojamā diapazona, zaudēs precizitāti neatkarīgi no tā nominālās specifikācijas.
Tā kā masas plūsma ir inerciāla, straumē neatrodas rotējoši asmeņi vai zobrati, kas samazina nodilumu salīdzinājumā ar mehāniskajiem skaitītājiem. Kompromiss-ir tāds, ka aprēķins joprojām ir atkarīgs no caurules stingrības un no šķidruma uzvedības pārzināšanas, tāpēc temperatūras kompensācija un pareiza nulles iestatīšana ir daļa no precizitātes stāsta, nevis papildu papildaprīkojums.
Faktori, kas var ietekmēt precizitāti
Spējīgs skaitītājs nepareizos apstākļos joprojām nedarbojas. Tālāk esošajā tabulā ir norādīts katrs faktors, kā tas parādās un kā to novērst.
| Faktors | Kā tas parādās | Kā to novērst |
|---|---|---|
| Nepareizs izmērs | Slikta precizitāte zemā plūsmā, augsts spiediena kritums pie lielas plūsmas | No lieluma līdz plūsmas diapazonam, nevis caurules diametram |
| Plūsma zem izmantojamā diapazona | Lasīšanas troksnis, nestabila summēšana | Pirms atlases apstipriniet minimālo plūsmu |
| Ārējā vibrācija | Dreifējoša vai nervoza izvade | Uzstādiet prom no sūkņiem; izmantojiet divu{0}}cauruļu dizainu |
| Caurules spriegums | Nulles nobīde, bāzes līnijas nobīde | Izlīdziniet cauruļvadus; nekad nespiediet skaitītāju spraugā |
| Slikta nulles kalibrēšana | Pastāvīga nobīde bez plūsmas- | Nulle stabilos, pilnas, bez{0}}plūsmas apstākļos |
| Ievadītā gāze / divu{0}}fāžu plūsma | Neregulāri rādījumi, neparasts blīvums, trauksmes signāli | Pārliecinieties, ka caurules paliek pilnas; pārskatīšana ar piegādātāju |
| Pārklājums vai uzkrāšanās | Lēna novirze nedēļu vai mēnešu laikā | Plānot tīrīšanu; pārbaudiet materiālu saderību |
Coriolis plūsmas mērītāju priekšrocības un trūkumi
Godīgs arguments par un pret, jo neviens skaitītājs neatbilst katrai rindai.
Priekšrocības
- Tieša, augstas precizitātes{0}}masas plūsmadozēšanai, dozēšanai, iepildīšanai un materiālu līdzsvaram.
- Daudzmaiņu izvade, masu, blīvumu un temperatūru no vienas ierīces, samazinot instrumentu skaitu.
- Nav vadītspējas prasības, atšķirībā no anelektromagnētiskais plūsmas mērītājs, tāpēc ne{0}}vadoši šķidrumi ir piemēroti.
- Zems mehāniskais nodilumsjo plūsmas ceļā nekas negriežas.
Trūkumi
- Augstākas sākotnējās izmaksasnekā pamata tehnoloģijas; grūti attaisnot vienkāršu lietderības plūsmu.
- Spiediena kritumsvar būt nozīmīgs ar viskoziem šķidrumiem vai mazām caurulēm, un tas ir reāls ieguves risks zema{0}}pieejamās{1}}spiediena sistēmās.
- Izmērs un svarsstrauji paaugstinās virs trīs līdz četrām collām. Kā viens nozares pārskats parKoriolis ir gandrīz{0}}ideāls mērītājsatzīmē, lielas līnijas kļūst ārkārtīgi lielas un dārgas.
- Jutība pret instalācijas stresu un divu{0}}fāžu plūsmu, kas ir jāpārskata pirms atlases.
Kad Coriolis mērītājs var nebūt labākā izvēle
Apsveriet alternatīvu, ja lietojumprogrammai nepieciešama tikai aptuvenas plūsmas indikācija, kad līnija ir ļoti liela un dominē izmaksas, ja divu{0}}fāžu plūsma ir smaga, kad spiediena kritumam jāpaliek ārkārtīgi zemam, ja šķidrums izraisa lielu uzkrāšanos vai ja vienkāršāks mērītājs jau atbilst precizitātes mērķim. Praktisks lēmuma pieņemšanas noteikums:
- Izvēlieties Coriolis, jaMasas precizitāte, blīvuma dati vai ne{0}}vadoši šķidrumi nosaka prasību.
- Apsveriet alternatīvas, jalīnija ir liela, šķidrums ir tīrs ūdens, vai budžets ir noteicošais faktors.
- Jautājiet piegādātājam, japrocesā ir iesaistīta gāze, virca, abrazīvs materiāls vai ierobežots pieejamais spiediens.
Coriolis pret citām plūsmas mērītāju tehnoloģijām
Atlase parasti nozīmē tehnoloģiju salīdzināšanu, nevis vienas datu lapas lasīšanu. Tabulā ir apkopoti praktiskie kompromisi{1}}.
| Tehnoloģija | Vislabākais priekš | Precizitāte | Apkope | Galvenais ierobežojums |
|---|---|---|---|---|
| Koriolis | Masas dozēšana, blīvums, ne{0}}vadoši šķidrumi | Ļoti augsts | Zems | Izmaksas, izmērs, spiediena kritums |
| Magnētiskais | Vadītspējīgi šķidrumi, ūdens, notekūdeņi | Augsts | Zems | Tikai vadoši šķidrumi |
| Virpulis | Tvaiks un vispārējā gāze | Mērens | Zems | Nepieciešams minimālais plūsmas ātrums |
| Turbīna | Tīri šķidrumi ar zemu{0}}viskozitāti | Augsts (tīri šķidrumi) | Mērens (gultņi) | Mehāniskais nodilums |
| Pozitīva nobīde | Eļļas, degvielas, viskozi šķidrumi | Augsts | Augstāks (kustīgās daļas) | Nodilums, spiediena kritums |
Īsumā: amagnētiskais plūsmas mērītājs ir ekonomisks vadoša ūdens apkalpošanai; a
virpuļplūsmas mērītājspiemērots tvaikam, kur nav nepieciešama ārkārtēja precizitāte; a
turbīnas plūsmas mērītājslabi darbojas tīriem šķidrumiem ar zemu{0}}viskozitāti, taču tam ir mehānisks nodilums; un
pozitīvā nobīdes mērītāju darba raksturlielumidod priekšroku viskozām degvielām un eļļām stabilos apstākļos. Koriolis uzvar, ja tiešā masa un blīvums ir vissvarīgākie.
Kā izvēlēties un izmērīt Coriolis plūsmas mērītāju?
Izmērs atbilst procesam, nevis caurulei. Izmantojiet šo kontrolsarakstu kā izmēru un citātu darblapu.
| Parametrs | Ko apstiprināt | Kāpēc tas ir svarīgi |
|---|---|---|
| Šķidrums | Nosaukums, blīvums, viskozitāte, kodīgums, cietās vielas, gāzu saturs | Vada caurules materiālu un dizainu |
| Plūsmas diapazons | Minimums, normāls, maksimālais | Minimālā plūsma iestata mazāko izmantojamo izmēru |
| Spiediens | Darbības un maksimums | Iestata atloka vērtējumu un korpusa dizainu |
| Temperatūra | Darbības un maksimums | Ietekmē materiālu un kompensāciju |
| Spiediena kritums | Pieejamais spiediena budžets | Bieži vien ierobežojošais faktors viskozās vai mazās{0}}līniju sistēmās |
| Savienojums | Atloks, vītne, sanitārais, vafele | Jāatbilst līnijai un jebkuram higiēnas standartam |
| Materiāls | Nerūsējošais tērauds vai īpašs sakausējums | Saderība ar kodīgiem materiāliem |
| Izvade | 4-20 mA, impulss, HART, Modbus, PROFIBUS | Jāatbilst vadības sistēmai |
| Apstiprinājumi | Bīstamās{0}}zonas vai sanitārā sertifikācija | Nepieciešams Ex zonām un pārtikai/farmatikai |
Izplatīta izmēra kļūda ir pārāk liela skaitītāja izmērs, lai tas atbilstu pārāk lielai caurulei. Liela izmēra Coriolis mērītājs bieži darbojas slikti pie reālās minimālās plūsmas, kur nulles stabilitāte dominē precizitātē. Vienmēr vispirms pārbaudiet minimālo plūsmu, pēc tam pārbaudiet, vai spiediena kritums ir pieņemams pie maksimālās plūsmas.
Nostrādātie atlases piemēri
- Viskozā sīrupa dozēšana:blīvuma kompensācijai un spiediena kritumam parasti ir lielāka nozīme nekā caurules izmēra atbilstībai; nedaudz mazāka caurule var uzlabot zemu{0}}plūsmas precizitāti.
- Skābes dozēšana:materiālu saderība un samitrinātā{0}}detaļu sakausējuma izvēle nosaka lēmumu par plūsmas diapazonu.
- Saspiesta gāze:zems gāzes blīvums vājina signālu, tāpēc spiediens, ātrums un apgriezienu skaits ir rūpīgi jāpārskata; izmēra noteikšana ir daudz jutīgāka nekā šķidrumiem.
Uzstādīšanas un nodošanas ekspluatācijā padomi
Labi{0}}izvēlēts skaitītājs joprojām var neizdoties, ja instalācija ir slikta. Pievērsiet uzmanību šiem simptomiem:
| Prakse | Ja tiek ignorēts |
|---|---|
| Izvairieties no cauruļu spriedzes; nekad nepiespiediet nepareizi izlīdzinātus cauruļvadus | Nulles nobīde un nestabila bāzes līnija |
| Uzstādiet prom no spēcīgas vibrācijas | Trokšņaini, dreifējoši rādījumi |
| Nulle{0}}kalibrējiet stabilos, pilnas, bez-plūsmas apstākļos | Pastāvīga lasīšanas kļūda |
| Uzglabājiet caurules pilnas, izmantojot šķidrumu | Nepareiza izvade un slikta summēšana |
| Pirms atlases pārskatiet uzņemto gāzi | Blīvuma trauksmes signāli, mainīga plūsma |
| Uzstādīšanas orientācijai ievērojiet rokasgrāmatu | Samazināta precizitāte gāzei vai vircai |
Tā kā uzstādīšanas apstākļi spēcīgi ietekmē veiktspēju, tas pats princips, kas regulētaisnās cauruļu posmos augštecē un lejtecēātruma metros šeit ir spēkā garā: stabili, paredzami apstākļi aizsargā precizitāti.
Biežākās atlases kļūdas, no kurām jāizvairās
- Izvēle tikai pēc caurules izmēra, nevis plūsmas diapazona
- Ignorējot minimālo plūsmas ātrumu un nulles stabilitāti
- Skats uz viskozitāti un spiediena kritumu
- Materiālu saderības izlaišana kodīgajiem materiāliem
- Aizmirstot sanitārās vai tīrīšanas prasības
- Ignorējot gāzi vai divu{0}}fāžu apstākļus
- Nepareizas komunikācijas izvades izvēle
- Bīstamo{0}}apgabalu apstiprināšanas prasību izlaišana
Stingrs pieprasījums ietver šķidrumu, plūsmas diapazonu, spiedienu, temperatūru, caurules izmēru, savienojuma veidu, materiālu, izejas signālu un uzstādīšanas vidi. Šo informāciju varat nosūtīt tieši, izmantojotplūsmas mērītāja pieprasījuma veidlapaātrākam un precīzākam citātam.
Bieži uzdotie jautājumi par Koriolisa plūsmas mērītāja principu
J: Kāds ir Coriolis plūsmas mērītāja darbības princips?
A: Vibrējošās caurules pārvadā šķidrumu; kustīgā masa rada fāzes nobīdi starp ieplūdes un izplūdes malām; sensori nosaka maiņu; un raidītājs to pārvērš masas plūsmas ātrumā.
J: Vai tas mēra masas plūsmu vai tilpuma plūsmu?
A: Tas galvenokārt mēra masas plūsmu, un, tā kā tas mēra arī blīvumu, tas vajadzības gadījumā var aprēķināt tilpuma plūsmu.
J: Vai tam ir nepieciešama temperatūras un spiediena kompensācija?
A: Tiešai masas mērīšanai nav nepieciešama atsevišķa kompensācija, kā to dara daudzi tilpuma mērītāji, lai gan tas izmanto temperatūru iekšēji un gūst labumu no pareizas nulles.
J: Vai Coriolis plūsmas mērītājs var izmērīt gāzi?
A: Jā, bet gāzes izmēra noteikšana ir jutīga. Zems blīvums vājina signālu, tāpēc pirms izvēles rūpīgi jāpārskata spiediens, ātrums un plūsmas diapazons.
J: Vai tas ir piemērots viskoziem šķidrumiem?
A: Bieži jā, un tas labi tiek galā ar viskoziem šķidrumiem, taču ir jāpārbauda spiediena kritums un plūsmas diapazons, jo abi palielinās līdz ar viskozitāti.
J: Kā noteikt Coriolis plūsmas mērītāja izmēru?
A: Izmērs pēc plūsmas diapazona, nevis caurules diametra. Vispirms apstipriniet minimālo plūsmu, pārbaudiet spiediena kritumu pie maksimālās plūsmas, pēc tam saskaņojiet materiālu, savienojumu, izvadi un apstiprinājumus ar procesu.
J: Kas izraisa nulles novirzi Koriolisa mērītājā?
A: Caurules spriegums, temperatūras izmaiņas, ārējā vibrācija vai nulles iestatīšana nestabilos apstākļos. Atkārtota-nulles noteikšana zem pilnas, -plūsmas, stabila stāvokļa parasti to atrisina.
J. Vai tas var izturēt divu{0}}fāžu plūsmu?
A: Ieplūstoša gāze vai pilieni traucē mērījumu veikšanu un var izraisīt rādījumu svārstības un blīvuma trauksmes signālus. Daži uzlaboti skaitītāji to panes labāk, taču tas vienmēr ir jāpārskata ar piegādātāju.
J: Cik bieži tas ir jākalibrē?
A: Tas ir atkarīgs no lietojumprogrammas un jebkādām normatīvajām prasībām; fiskālajiem vai glabāšanas{0}}nodošanas mērījumiem kalibrēšanas intervālus parasti nosaka attiecīgais standarts vai līgums.
J: Kāpēc Coriolis skaitītāji ir dārgi?
A: Tie apvieno precīzas caurules, sensorus, piedziņas sistēmu, progresīvu signālu apstrādi un daudzfaktoru iespējas, kas maksā vairāk nekā pamata plūsmas tehnoloģijas.
J: Vai tai ir nepieciešama taisna caurule?
A. Parasti tam ir vajadzīgas mazāk taisnas caurules nekā ātruma{0}}skaitītāji, taču prasības atšķiras atkarībā no modeļa, tāpēc ievērojiet izstrādājuma rokasgrāmatu.
Secinājums
Koriolisa plūsmas mērītāja princips ir saistīts ar vienu ideju: kustīga šķidruma masa pagriež vibrējošu cauruli, fāzes nobīde ir proporcionāla masas plūsmai, un mērītājs tieši nolasa masu, parasti kopā ar blīvumu un temperatūru. Tas padara to par spēcīgu izvēli precīzai dozēšanai, partiju komplektēšanai, sajaukšanai un blīvuma uzraudzībai, taču ne vienmēr ir visekonomiskākā iespēja lielām līnijām vai vienkāršai komunālo pakalpojumu plūsmai.
Pirms norādiet vienu, apkopojiet galvenos datus: šķidruma veidu, plūsmas diapazonu, spiedienu, temperatūru, viskozitāti, blīvumu, caurules izmēru, savienojumu, materiālu, izvadi un uzstādīšanas vidi. Izmantojot šīs detaļas, varat saprātīgi salīdzināt tehnoloģijas un sasniegtplūsmas mērīšanas komandalai apstiprinātu pareizo skaitītāju gan procesam, gan budžetam. Lai iegūtu plašāku informāciju,
plūsmas mērītāju zināšanu bāzepadziļināti aptver saistītās atlases un uzstādīšanas tēmas.
