Μετρητές ροής Coriolis

Τι είναι ο μετρητής ροής Coriolis;

Κατανόηση του φαινομένου Coriolis

Μηχανισμός λειτουργίας

1. Δόνηση του σωλήνα:

   Μια ηλεκτρομαγνητική μονάδα κίνησης δονεί τον σωλήνα ροής στη φυσική του συχνότητα. Η δόνηση αυτή πραγματοποιείται κάθετα προς τη διεύθυνση της ροής του ρευστού.

2. Ροή ρευστού μέσω του σωλήνα δόνησης:

   Καθώς το υγρό εισέρχεται στον δονούμενο σωλήνα, αρχίζει να αλληλεπιδρά με τη δόνηση του σωλήνα.

3. Ανίχνευση μετατόπισης φάσης:

   Οι αισθητήρες που βρίσκονται στην είσοδο και την έξοδο του σωλήνα ανιχνεύουν τη χρονική διαφορά (μετατόπιση φάσης) μεταξύ των δονήσεων στα δύο αυτά σημεία.

4. Υπολογισμός του ρυθμού ροής μάζας:

   Η μετατόπιση της φάσης είναι ευθέως ανάλογη της παροχής μάζας του ρευστού. Όσο μεγαλύτερη είναι η ροή μάζας, τόσο μεγαλύτερη είναι η μετατόπιση φάσης. Τα ηλεκτρονικά του μετρητή ροής υπολογίζουν τον ρυθμό ροής μάζας με βάση αυτή τη μετατόπιση φάσης.

5. Μέτρηση πυκνότητας και θερμοκρασίας:

   Πολλοί μετρητές ροής Coriolis μετρούν επίσης την πυκνότητα του ρευστού αναλύοντας τις αλλαγές στη συχνότητα δόνησης, καθώς και τη θερμοκρασία με τη χρήση ενσωματωμένων αισθητήρων θερμοκρασίας. Αυτό επιτρέπει πρόσθετους υπολογισμούς, όπως η ογκομετρική ροή και η ανάλυση της σύνθεσης του ρευστού.

Σχέδια σωλήνων του μετρητή ροής Coriolis

1. Σωλήνες σχήματος U

   • Περιγραφή:Διαθέτει έναν ή περισσότερους σωλήνες σχήματος U.
   • Πλεονεκτήματα:
     • Υψηλή ευαισθησία λόγω της μεγαλύτερης μετατόπισης που προκαλείται από το σχήμα U.
     • Αποτελεσματικό για τη μέτρηση χαμηλών ρυθμών ροής.
   • Περιορισμοί:
     • Ογκωδέστερος σχεδιασμός.
     • Υψηλότερη πτώση πίεσης σε σύγκριση με τους ευθύγραμμους σωλήνες.

2. Σωλήνες σχήματος S (Ωμέγα)

   • Περιγραφή: Μοιάζουν με το ελληνικό γράμμα Ω (Ω) ή με σχήμα S.
   • Πλεονεκτήματα:
     • Συμπαγής σχεδιασμός σε σύγκριση με τους σωλήνες σχήματος U.
     • Η ισορροπημένη δομή μειώνει την καταπόνηση και παρατείνει τη διάρκεια ζωής του μετρητή.
   • Περιορισμοί: Λίγο λιγότερο ευαίσθητοι από τους σωλήνες σχήματος U.

3. Ευθείες σωλήνες

   • Περιγραφή: Αποτελούνται από έναν ή δύο ευθύγραμμους σωλήνες.
   • Πλεονεκτήματα:
     • Ελάχιστη πτώση πίεσης.
     • Καθαρίζονται ευκολότερα, ιδανικά για εφαρμογές υγιεινής.
     • Χαμηλότερος κίνδυνος απόφραξης με παχύρρευστα ή φορτωμένα με σωματίδια υγρά.
   • Περιορισμοί:
     • Λιγότερο ευαίσθητο σε χαμηλές τιμές ροής.
     • Ενδέχεται να απαιτείται πιο ισχυρή στήριξη για την αποφυγή εξωτερικών δονήσεων.

4. Διπλοί καμπύλοι σωλήνες

   • Περιγραφή: Ενσωματώστε δύο παράλληλους καμπύλους σωλήνες.
   • Πλεονεκτήματα:
     • Βελτιωμένη ευαισθησία και ακρίβεια.
     • Μειωμένες επιδράσεις εξωτερικών δονήσεων.
   • Περιορισμοί:Ο πιο σύνθετος σχεδιασμός μπορεί να αυξήσει το κόστος.

Ακρίβεια του μετρητή ροής Coriolis

• Υγρά: ±0,1% έως ±0,2% της ένδειξης.
• Αέρια: ±0,5% έως ±1,0% της ένδειξης.

Παράγοντες που επηρεάζουν την ακρίβεια

1. Ιδιότητες ρευστού:

   Το ιξώδες, η πυκνότητα και η θερμοκρασία μπορούν να επηρεάσουν τις μετρήσεις, αλλά οι μετρητές Coriolis αντισταθμίζουν αποτελεσματικά αυτές τις διακυμάνσεις.

2. Συνθήκες ροής:

   Οι στροβιλώδεις ροές ή τα ασύμμετρα προφίλ ταχύτητας μπορούν να εισάγουν σφάλματα. Η σωστή εγκατάσταση συμβάλλει στον μετριασμό αυτών των προβλημάτων.

3. Εξωτερικές δονήσεις:

   Οι δονήσεις από κοντινό εξοπλισμό μπορεί να επηρεάσουν τη λειτουργία του μετρητή. Ενδέχεται να απαιτούνται μέτρα απομόνωσης ή απόσβεσης.

4. Ροή δύο φάσεων:

   Η παρουσία φυσαλίδων αερίου σε υγρά ή σταγονιδίων υγρού σε αέρια μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια.

Ενίσχυση της ακρίβειας

• Βαθμονόμηση: Η τακτική βαθμονόμηση εξασφαλίζει ότι ο μετρητής διατηρεί την ακρίβειά του με την πάροδο του χρόνου.
• Εγκατάσταση: Η τήρηση των οδηγιών του κατασκευαστή για την εγκατάσταση ελαχιστοποιεί τα πιθανά σφάλματα.
• Συντήρηση: Οι τακτικές επιθεωρήσεις και η συντήρηση αποτρέπουν την υποβάθμιση της απόδοσης.

Εύρος του μετρητή ροής Coriolis

• Ποσοστά ανατροπής: Μέχρι 100:1 για τα υγρά, που σημαίνει ότι η μέγιστη παροχή είναι 100 φορές μεγαλύτερη από την ελάχιστη παροχή που μπορεί να μετρήσει με ακρίβεια ο μετρητής.

Πλεονεκτήματα της υψηλής εμβέλειας

• Ευελιξία: Ένας μόνο μετρητής μπορεί να καλύψει ένα ευρύ φάσμα ρυθμών ροής, μειώνοντας την ανάγκη για πολλαπλούς μετρητές.
• Οικονομικά αποδοτικό: Χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης και συντήρησης λόγω λιγότερων απαιτούμενων μετρητών.
• Ευελιξία διαδικασίας: Ιδανικό για διεργασίες με μεταβλητή ροή.

Διαστασιολόγηση και πτώση πίεσης του μετρητή ροής Coriolis

Σκέψεις για το μέγεθος

1. Ρυθμός ροής: Ο μετρητής θα πρέπει να έχει διαστασιολογηθεί ώστε να μπορεί να διαχειριστεί τη μέγιστη αναμενόμενη ροή χωρίς να υπερβαίνει τη χωρητικότητά του.
2. Χαρακτηριστικά υγρού: Το ιξώδες και η πυκνότητα επηρεάζουν τη λειτουργία του μετρητή και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τη διαστασιολόγηση.
3. Συνθήκες διεργασίας: Οι συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης μπορούν να επηρεάσουν την επιλογή του υλικού και το σχεδιασμό του μετρητή.

Πτώση πίεσης

• Ορισμός: Η μείωση της πίεσης καθώς το ρευστό διέρχεται από το μετρητή ροής.
• Παράγοντες που επηρεάζουν την πτώση πίεσης:
  • Σχεδιασμός σωλήνα: Οι καμπύλοι σωλήνες έχουν γενικά υψηλότερες απώλειες πίεσης από τους ευθύγραμμους σωλήνες.
  • Ρυθμός ροής: Οι υψηλότερες τιμές ροής αυξάνουν την πτώση πίεσης.
  • Ιξώδες υγρού: Τα πιο ιξώδη ρευστά οδηγούν σε υψηλότερες απώλειες πίεσης.
• Μετριασμός:
  • Σωστό μέγεθος: Η υπερδιαστασιολόγηση του μετρητή μπορεί να μειώσει την πτώση πίεσης, αλλά μπορεί να επηρεάσει την ακρίβεια σε χαμηλές τιμές ροής.
  • Επιλογή σωλήνων: Η επιλογή μιας σχεδίασης με ευθύγραμμο σωλήνα μπορεί να ελαχιστοποιήσει την πτώση πίεσης.