Atšķirībai ir nozīme, norādot iekārtas dozēšanai, sajaukšanai vai produkta pārnešanai. Tehniski pareizs tilpuma rādījums joprojām var radīt nepareizu kopējo masu, ja aprēķinos izmantotais blīvums ir nepareizs.
Kāda ir atšķirība starp masas plūsmu un tilpuma plūsmu?
Masas plūsmas ātrumsapraksta materiāla daudzumu laika vienībā.Tilpuma plūsmas ātrumsapraksta aizņemto telpu laika vienībā, parasti m³/h vai L/min. Vienfāzes šķidrumam sakarība ir masas plūsmas=blīvums × tilpuma plūsma tādos pašos darbības apstākļos.
Koriolisa mērītājs var izmērīt masas plūsmu, nesniedzot atsevišķi pieņemtu procesa blīvumu. Turpretim lielākā daļa magnētisko un tranzīta laika ultraskaņas mērītāju mēra tilpuma plūsmu. Izlasietmasas plūsmas un tilpuma plūsmas salīdzinājumsplašākas sekas, izvēloties vienu daudzumu, nevis otru.
Kā darbojas Coriolis šķidruma masas plūsmas mērītāji
Vibrācija un fāzes maiņa
Coriolis sensors satur vienu vai vairākas caurules, kas tiek darbinātas, lai vibrētu ar kontrolētu frekvenci. Kad šķidrums nekustas, uztveršanas sensori nosaka atsauces vibrācijas modeli. Ar plūsmu kustīgais šķidrums izraisa nelielu griešanās reakciju, tāpēc punkti, kas atrodas netālu no ieplūdes un izplūdes atveres, vairs nepārvietojas tieši tajā pašā laikā.
Raidītājs mēra šo fāzes vai laika starpību un izmanto instrumenta kalibrēšanu, lai aprēķinātu masas plūsmu. Tā mēra kustīgās masas mehānisko efektu, nevis mēra ātrumu un reizina ar aplēsto blīvumu.Endress+Hausera skaidrojums par Koriolisa principuilustrē caurules uzvedību. FlowT nodrošina atsevišķuKoriolisa darba principa rakstslasītājiem, kuriem nepieciešama sīkāka informācija.
Blīvums, temperatūra un tilpums
Daudzi Coriolis instrumenti arī aprēķina blīvumu no caurules rezonanses frekvences: efektīvā šķidruma masa caurulē ietekmē tā vibrāciju. Temperatūras noteikšana palīdz kompensēt caurules stinguma izmaiņas. Pēc tam raidītājs var iegūt tilpuma plūsmu no izmērītās masas plūsmas un blīvuma. Tas, vai šie mainīgie ir pieejami kā izvadi, ir atkarīgs no modeļa.
Tiešā masas mērīšana ir noderīga, ja receptē vai materiāla bilancē ir norādīti kilogrami, nevis litri. Tā trūkumi var ietvert iegādes izmaksas, instrumenta svaru, spiediena zudumu un jutību pret noteiktiem vibrācijas vai gāzes piesaistes apstākļiem. Šie kompromisi tiek izskatīti FlowT'sCoriolis priekšrocības un ierobežojumidiskusija.
Kā siltuma masas plūsmas mērītāji mēra šķidrumus
Specializēti siltuma šķidruma sensori mēra, kā plūstošs šķidrums transportē siltumu. Atkarībā no konstrukcijas elektronika uztur temperatūras starpību vai uzrauga, kā uzspiestā siltuma padeve maina temperatūras sadalījumu. Sensora signāls ir saistīts ar masas plūsmu, izmantojot kalibrēšanu, kas izstrādāta paredzētajam šķidrumam.
Šī metode ir īpaši piemērota izvēlētām zemas plūsmas dozēšanas un laboratorijas sistēmām. Termiskās īpašības, tostarp siltumietilpība un siltumvadītspēja, ietekmē reakciju. Tāpēc, nomainot citu šķidrumu, neņemot vērā kalibrēšanu, rezultāts var būt nepareizs.Bronkhorsts izskaidro šķidruma siltuma sensoruun atšķirības starp kopējām darbības pieejām.
Neuzskatiet gāzes termiskās masas mērītāju kā šķidruma mērītāju.Piemēram, FlowTtermiskās masas plūsmas produktu kategorijagalvenokārt attiecas uz gāzes pakalpojumu lietojumiem. Šķidruma lietošanai nepieciešams modelis, kas ir īpaši izstrādāts un paredzēts šķidrumiem, ar piemērotiem samitrinātiem materiāliem un kalibrēšanu.
Kā aprēķināt šķidruma masas plūsmas ātrumu
Ja masas plūsmu iegūst no tilpuma mērītāja, izmantojiet:
Masas plūsma (kg/h)=blīvums (kg/m³) × tilpuma plūsma (m³/h)
Pieņemsim, ka līnija pārvadā 5 m³/h šķidruma un tās faktiskais blīvums darba apstākļos ir 950 kg/m³. Pareizā masas plūsma ir 4750 kg/h. Ja regulators tā vietā pieņem 1000 kg/m³, tas ziņo par 5000 kg/h-250 kg/h pārāk augstu jeb aptuveni 5,3% attiecībā pret pareizo vērtību.
Šis ir ilustratīvs aprēķins, nevis izmērīts auga rezultāts. Tas parāda, kāpēc gan mērījumiem, gan to mērvienībām jāattiecas uz saderīgiem apstākļiem. Mainīgam blīvumam momentānās attiecības paliek spēkā, bet kopējā masa ir jāuzkrāj no secīgiem mērījumiem, nevis jāaprēķina no viena blīvuma pieņēmuma.
Tiešā masas mērīšana salīdzinājumā ar uz tilpumu balstītām metodēm
| Tehnoloģija | Izmērītais daudzums | Kad to apsvērt | Kritiskais ierobežojums |
|---|---|---|---|
| Koriolis | Tiešā masa; bieži blīvums | Uz masu balstīta partija, dažāds blīvums | Izmaksas, spiediena zudumi, gāzes un mehāniskie apstākļi |
| Īpašs šķidrums termiski | Kalibrēta siltuma pārneses reakcija, kas rada masas plūsmu | Piemērotas zemas šķidruma plūsmas | Šķidrumam raksturīgās termiskās īpašības un kalibrēšana |
| Elektromagnētiskais | Tilpuma plūsma | Vadītspējīgs šķidrums, pietiekams tilpums vai uzticams blīvums | Nepieciešama atbilstoša vadītspēja un pilna caurule |
| Piestiprināma ultraskaņa | Parasti tilpuma plūsma | Modernizēt līnijas ar piemērotiem akustiskajiem apstākļiem | Caurules īpašības, burbuļi, pilnas caurules apstākļi |
Elektromagnētiskais skaitītājs aprēķina plūsmu no šķidruma ātruma magnētiskajā laukā. Lai ziņotu par tilpumu, nav nepieciešams blīvums, taču blīvumam ir nozīme, ja iekārta vēlāk pārvērš rezultātu masā. Skatkā magnētiskie skaitītāji mēra plūsmuun pieejamoelektromagnētiskā plūsmas mērītāja diapazonspiemērotiem vadošiem šķidrumiem.
Esošām ūdens vai saderīgām procesa caurulēm apiestiprināms ultraskaņas mērītājsvar izvairīties no līnijas pārgriešanas. Tā tilpuma rādījumam joprojām ir nepieciešama derīga blīvuma ievade, lai aprēķinātu masu. Uzstādīšanas atšķirības ir apskatītaspiestiprināšana pret inline ultraskaņas mērījumiem.
Kas izraisa šķidruma masas plūsmas mērīšanas kļūdas?
Nulles nobīde pie zemas plūsmas
Coriolis nulles regulēšana nosaka instrumenta bezplūsmas atskaiti. Skaitītājam jābūt pilnam, šķidrumam jābūt stabilam un faktiskajai plūsmai jābūt apturētai, ievērojot ražotāja procedūru. Nepareiza nulle var radīt gandrīz nemainīgu nobīdi, kas kļūst nozīmīga zemas plūsmas gadījumā.
Ilustrācijai pieņemsim, ka sistēma rāda 0,2 kg/h augstu nobīdes dēļ. Pie 100 kg/h kļūda ir 0,2%; pie 10 kg/h, tas kļūst par 2%. Tas neapraksta konkrēta ražotāja precizitāti. Tas parāda, kāpēc skaitītājs ir jānovērtē tā zemākajā nepieciešamajā darbības punktā, ne tikai pie normālas plūsmas.
Gāzes burbuļi un vibrācija
Ievadītā gāze var mainīt Coriolis lampu reakciju un izkropļot blīvuma vai masas plūsmas rādījumus. Rezultāti ir atkarīgi no burbuļu sadalījuma, viskozitātes, plūsmas režīma un instrumenta signālu apstrādes. Dažos modeļos ir iekļautas divfāžu plūsmas funkcijas; tos nevar pieņemt katram modelim.Emersona tehniskā baltā grāmata par aiznesto gāzidetalizēti aprakstīti pielietojuma ierobežojumi un burbuļu uzvedības nozīme.
Coriolis veiktspēju var ietekmēt arī ārējā mehāniskā vibrācija, caurules spriegums un slikta montāža. Apstipriniet uzstādīšanas instrukcijas pirms signāla slāpēšanas maiņas vai nulles regulēšanas mēģinājuma.
Šķidruma īpašību un uzstādīšanas neatbilstība
Siltuma šķidruma skaitītājiem nepareiza šķidruma kalibrēšana var ietekmēt rezultātus. Magnētiskajiem skaitītājiem nepietiekama vadītspēja vai nepilnīgi piepildīta caurule var kavēt ticamu tilpuma mērījumu. Ultraskaņas sistēmām nepareizs sienas biezums, slikta sensora savienojums vai gaisa burbuļi var pasliktināt signālu. Kļūda var būt lietojumprogrammā, nevis raidītāja elektronikā.
Kā izvēlēties pareizo metodi
- Definējiet nepieciešamo izvadi.Vai process tiek kontrolēts kilogramos, litros, koncentrācijā vai partijās kopā? Izvairieties maksāt par tiešu masas mērīšanu, ja tilpums jau atbilst nodevām.
- Raksturojiet šķidrumu.Ierakstiet blīvuma diapazonu, viskozitāti, vadītspēju, temperatūru, spiedienu, cietās vielas un paredzamo gāzi. Termiskajiem instrumentiem norādiet precīzu kalibrēšanai izmantoto šķidrumu vai maisījumu.
- Norādiet visu plūsmas diapazonu.Nodrošiniet minimālo, normālo un maksimālo plūsmu, ne tikai caurules diametru. Pārskatiet skaitītāja zemās plūsmas ierobežojumu, precizitātes bāzi, spiediena zudumu un jebkuru nulles stabilitātes termiņu. Theplūsmas mērīšanas izvēles rokasgrāmatapaskaidro, kā šie darbības apstākļi ietekmē izmēru noteikšanu.
- Salīdziniet uzstādīšanas un dzīves cikla izmaksas.Coriolis instalācija var attaisnot lielākas sākotnējās izmaksas par masveida dozēšanu. Pastāvīga blīvuma procesa ūdenim var pietikt ar tilpuma mērītāju ar uzticamu blīvuma ievadi. Iekļaujiet izslēgšanas prasības, piekļuvi pakalpojumam un kalibrēšanas izdevumus.
- Apstipriniet mērījumu ķēdi.Ja PLC reizina tilpuma plūsmu ar blīvumu, pārbaudiet vienības, atjaunināšanas ātrumu un signāla mērogošanu. Lomā aplūsmas raidītājs un tā izejasnozīme, nododot vērtības kontrolierim.
Apstrādātās atlases piemērs: mainīga blīvuma maisījums
Apsveriet hipotētisku šķidruma sajaukšanas procesu, kurā recepte prasa 2000 kg koncentrāta vienā partijā. Sastāvdaļām sajaucoties, mainās temperatūra un sastāvs, tāpēc tilpuma mērītājā ievadītais fiksētais blīvums var vairs neatspoguļot šķidrumu. Coriolis skaitītājs ir loģisks kandidāts, jo tas tieši summē pārnesto masu, ja tā plūsmas diapazons, spiediena zudumi un šķidruma stāvoklis ir pieņemami.
Tilpuma mērītājs automātiski nav nepiemērots. Ja ir pieejams uzticams iekšējais blīvuma mērījums un procesa vadības sistēma pareizi apvieno sinhronizētās vērtības, aprēķinātā masa var atbilst atbilstošai precizitātes prasībām. Salīdziniet abu izkārtojumu kopējo nenoteiktību un uzstādīšanas izmaksas; neuzņemieties, ka dārgāks sensors vienmēr rada labāku kopējo procesa rezultātu. Tie ir hipotētiski apstākļi, nevis ziņota klienta instalācija.
Kā salīdzināt precizitāti un pārbaudīt rezultātus
Vienmēr pārbaudiet, vai specifikācija ir norādīta kā nolasījuma procents vai pilna skala. Hipotētiskam 1000 kg/h pilna mēroga instrumentam ±0,5% no pilnas skalas atbilst ±5 kg/h. Ja darbības ātrums ir 100 kg/h, tas vien ir 5% no rādījuma. Turpretim ±0,5% nolasījuma atbilst ±0,5 kg/h tajā pašā punktā. Reālās specifikācijas var pievienot nulles stabilitāti, atkārtojamību vai citus nosacījumus.
Kalibrējot, jāsalīdzina viss mērījuma rezultāts ar piemērotu atsauci attiecīgajos plūsmas punktos. Šķidruma masas plūsmai gravimetriskās metodes nosaka masu, kas savākta izmērītajā laikā.NIST apraksta šķidruma gravimetrisko kalibrēšanas standartu, savukārt FlowTšķidruma plūsmas kalibrēšanas skaidrojumsattiecas uz kļūdu, izsekojamību un dokumentāciju. Rūpnīcas precizitātes rādītājs nevar aizstāt instalētā procesa pārbaudi.
Bieži uzdotie jautājumi
Vai magnētiskais plūsmas mērītājs var uzrādīt masas plūsmu?
Tas var ziņot par aprēķināto masas plūsmu, kad uzticama blīvuma informācija tiek piegādāta raidītājam vai vadības sistēmai. Primārais sensors paliek tilpuma mērītājs.
Vai Koriolis vienmēr ir precīzāks par aprēķināto masas plūsmu?
Nē. Veiktspēja ir atkarīga no konkrētajiem instrumentiem, kalibrēšanas, procesa apstākļiem un blīvuma nenoteiktības. Salīdziniet pilnīgu nenoteiktību faktiskajos darbības apstākļos, nevis tikai mērīšanas principu.
Vai siltuma masas plūsmas mērītāji var izmērīt jebkuru šķidrumu?
Nē. Pastāv specializēti šķidrumu modeļi, taču to termiskā reakcija ir atkarīga no šķidruma īpašībām un kalibrēšanas. Apstipriniet apstiprināto šķidrumu, darbības diapazona un samitrinātu materiālu saderību.
Vai šķidruma masas plūsmas mērītājiem ir nepieciešama taisna caurule?
Prasības atšķiras. Koriolisa skaitītāji parasti ir mazāk atkarīgi no augšupejošā ātruma profila nekā daudzas tilpuma tehnoloģijas, taču joprojām ir nozīme cauruļvadu spriegumam un mehāniskajam atbalstam. Izpildiet precīzu modeļa rokasgrāmatu.
Secinājums
Šķidruma masas plūsmu var izmērīt tieši ar Coriolis tehnoloģiju, izsecināt, izmantojot kalibrētu šķidruma termisko reakciju, vai aprēķināt no izmērītā tilpuma un blīvuma. Pareizā pieeja ir tā, kas atbilst procesa prasībām visā tā faktiskajā plūsmas un šķidruma īpašību diapazonā.
FlowT nodrošina rūpnieciskās elektromagnētiskās un ultraskaņas mērījumu iespējas; tos nevajadzētu uzrādīt kā tiešus Coriolis šķidruma masas mērītājus. Lai veiktu projekta novērtējumu,nosūtiet FlowT komandai šķidruma, cauruļu un mērījumu prasībasun apstipriniet, vai tilpuma mērīšana ar blīvuma pārveidošanu ir piemērota.
