Coriolis flödesmätare

Vad är en Coriolis-flödesmätare?

Förstå Corioliseffekten

Arbetsmekanism

1. Vibration av röret:

   En elektromagnetisk drivenhet vibrerar flödesröret med dess egenfrekvens. Denna vibration sker vinkelrätt mot vätskeflödets riktning.

2. Vätskeflöde genom det vibrerande röret:

   När vätskan kommer in i det vibrerande röret börjar den interagera med rörets vibrationer.

3. Fasskiftsdetektering:

   Sensorer placerade vid rörets inlopp och utlopp känner av tidsskillnaden (fasförskjutningen) mellan vibrationerna vid dessa två punkter.

4. Beräkning av massflödeshastighet:

   Fasförskjutningen är direkt proportionell mot vätskans massflöde. Ju större massflöde, desto större fasförskjutning. Flödesmätarens elektronik beräknar massflödet baserat på denna fasförskjutning.

5. Mätning av densitet och temperatur:

   Många Coriolis-flödesmätare mäter också vätskans densitet genom att analysera förändringar i vibrationsfrekvensen samt temperaturen med hjälp av inbyggda temperatursensorer. Detta möjliggör ytterligare beräkningar, t.ex. volymetrisk flödeshastighet och analys av vätskans sammansättning.

Rörkonstruktioner för Coriolis-flödesmätare

1. U-formade rör

   • Beskrivning:Har ett eller flera U-formade rör.
   • Fördelar:
     • Hög känslighet tack vare den större förskjutningen som orsakas av U-formen.
     • Effektiv för mätning av låga flödeshastigheter.
   • Begränsningar:
     • Mer skrymmande design.
     • Högre tryckfall jämfört med raka rör.

2. S-formade (Omega) rör

   • Beskrivning: Liknar den grekiska bokstaven Omega (Ω) eller en S-form.
   • Fördelar:
     • Kompakt design jämfört med U-formade rör.
     • Balanserad struktur minskar påfrestningarna och förlänger mätarens livslängd.
   • Begränsningar: Något mindre känslig än U-formade rör.

3. Raka rör

   • Beskrivning: Består av ett eller två raka rör.
   • Fördelar:
     • Minimalt tryckfall.
     • Lättare att rengöra, perfekt för sanitära tillämpningar.
     • Lägre risk för igensättning med viskösa eller partikelhaltiga vätskor.
   • Begränsningar:
     • Mindre känslig vid låga flödeshastigheter.
     • Kan kräva mer robust stöd för att förhindra externa vibrationer.

4. Dubbla böjda rör

   • Beskrivning: Incorporate two parallel curved tubes.
   • Fördelar:
     • Improved sensitivity and accuracy.
     • Reduced effects of external vibrations.
   • Begränsningar:More complex design can increase cost.

Accuracy of Coriolis Flow Meter

• Liquids: ±0.1% to ±0.2% of the reading.
• Gases: ±0.5% to ±1.0% of the reading.

Factors Influencing Accuracy

1. Fluid Properties:

   Viscosity, density, and temperature can affect measurements, but Coriolis meters compensate for these variations effectively.

2. Flow Conditions:

   Swirling flows or asymmetrical velocity profiles can introduce errors. Proper installation helps mitigate these issues.

3. External Vibrations:

   Vibrations from nearby equipment can interfere with the meter’s operation. Isolation or damping measures may be necessary.

4. Two-Phase Flow:

   The presence of gas bubbles in liquids or liquid droplets in gases can affect accuracy.

Enhancing Accuracy

• Calibration: Regular calibration ensures the meter maintains its accuracy over time.
• Installation: Following manufacturer guidelines for installation minimizes potential errors.
• Maintenance: Routine inspections and maintenance prevent performance degradation.

Rangeability of Coriolis Flow Meter

• Turndown Ratios: Up to 100:1 for liquids, meaning the maximum flow rate is 100 times the minimum flow rate the meter can accurately measure.

Benefits of High Rangeability

• Versatility: A single meter can cover a wide range of flow rates, reducing the need for multiple meters.
• Cost-Effective: Lower installation and maintenance costs due to fewer required meters.
• Process Flexibility: Ideal for processes with variable flow rates.

Sizing and Pressure Drop of Coriolis Flow Meter

Sizing Considerations

1. Flow Rate: The meter should be sized to handle the maximum expected flow rate without exceeding its capacity.
2. Fluid Characteristics: Viscosity and density affect the meter’s operation and must be considered during sizing.
3. Process Conditions: Temperature and pressure conditions can influence material selection and meter design.

Pressure Drop

• Definition: The reduction in pressure as the fluid passes through the flow meter.
• Faktorer som påverkar tryckfallet:
  • Rörets utformning: Böjda rör ger i allmänhet högre tryckfall än raka rör.
  • Flow Rate: Högre flödeshastigheter ökar tryckfallet.
  • Vätskans viskositet: Mer viskösa vätskor leder till högre tryckfall.
• Begränsning:
  • Korrekt storlek: Överdimensionering av mätaren kan minska tryckfallet men kan påverka noggrannheten vid låga flödeshastigheter.
  • Val av rör: Genom att välja en konstruktion med raka rör kan tryckfallet minimeras.