Масовий витратомір Коріоліса, сиб Контролс

Масовий витратомір Коріоліса

Витратомір Коріоліса і густиноміри призначені для прямого виміру масової витрати, щільності, обчислення об'ємної витрати рідин, газів і суспензій.

Принцип дії даного типу витратомірів розглядається на прикладі і з використанням документації масового витратоміра фірми MICRO MOTION.

Витратомір Коріоліса складається з сенсора і перетворювача. Сенсор являє собою пару паралельних вигнутих трубок, по яких рухається потік. Вимірюване середовище, що надходить в сенсор, розділяється на рівні половини, що протікають через кожну з сенсорних трубок. Рух задає котушки призводить до того, що трубки коливаються вгору і вниз в протилежному напрямку один до одного.

Складання магнітів і котушок-соленоїдів, звані детекторами, встановлені на сенсорних трубках. Котушки змонтовані на одній трубці, магніти на інший. Кожна котушка рухається всередині однорідного магнітного поля постійного магніту. Сгенерированное напруга від кожної котушки детектора має форму синусоїдальної хвилі. Ці сигнали являють собою рух однієї трубки щодо іншої. Коли витрата відсутня, синусоїдальні сигнали, що надходять з детекторів, знаходяться в одній фазі.

При русі вимірюваного середовища через сенсор проявляється фізичне явище, відоме як ефект Коріоліса. Поступальний рух середовища в хитається сенсорної трубці призводить до виникнення коріолісового прискорення, яке, в свою чергу, призводить до появи коріолісовой сили. Ця сила спрямована проти руху трубки, приданого їй задає котушкою, тобто коли трубка рухається вгору під час половини її власного циклу, то для рідини, що надходить всередину, сила Коріоліса направлена ​​вниз. Як тільки рідина проходить вигин трубки, напрямок сили змінюється на протилежне. Таким чином, у вхідній половині трубки сила, що діє з боку рідини, перешкоджає зсуву трубки, а у вихідний сприяє. Це призводить до вигину трубки. Коли в другій фазі вібраційного циклу трубка рухається вниз, напрямок вигину змінюється на протилежне. Сила Коріоліса і, отже, величина вигину сенсорної трубки прямо пропорційні масовій витраті рідини. Детектори вимірюють фазовий зсув при русі протилежних сторін сенсорної трубки.

В результаті вигину сенсорних трубок на детекторах генеруються сигнали, що не збігаються по фазі, так як сигнал з вхідного детектора запізнюється по відношенню до сигналу з вихідного детектора. Різниця в часі між сигналами вимірюється в мікросекундах і прямо пропорційна масовій витраті. Чим більше різниця в часі, тим більше масова витрата.

Співвідношення між масою і власною частотою коливань сенсорної трубки - це основний закон вимірювання щільності в коріолісових витратомірах. У робочому режимі задає котушка живиться від перетворювача, при цьому сенсорні трубки коливаються з їх власною частотою. Як тільки маса вимірюваного середовища збільшується, власна частота коливань трубок зменшується; відповідно, при зменшенні маси вимірюваного середовища, власна частота коливань трубок збільшується.

Частота коливань трубок залежить від їх геометрії, матеріалу, конструкції і маси. Маса складається з двох частин: маси самих трубок і маси вимірюваного середовища в трубках. Для конкретного типорозміру сенсора маса трубок постійна. Оскільки маса вимірюваного середовища в трубках дорівнює добутку щільності середовища і внутрішнього обсягу, а обсяг трубок є також постійним для конкретного типорозміру, то частота коливань трубок може бути прив'язана до щільності середовища і визначена шляхом вимірювання періоду коливань.

Частота коливань вимірюється вихідним детектором в циклах в секунду (Гц). Період коливань, як відомо, обернено пропорційний частоті. Виміряти час циклу легше, ніж рахувати кількість циклів, тому перетворювачі обчислюють щільність вимірюваної рідини, використовуючи період коливань трубок в мікросекундах. Щільність прямо пропорційна періоду коливань сенсорних трубок.

Як можна зрозуміти з вищевикладеного, масовий витратомір одночасно вимірює масовий витрата і щільність газу або рідини потоку. Прості обчислення дозволяють отримати і об'ємна витрата. В сенсор встановлюється ще й датчик температури, який вимірює температуру сенсорних трубок, сигнал з якого надходить в електронний перетворювач. Тепер уже програмний обчислювач легко внесе всі температурні корекції в результати обчислень.

Масові витратоміри мають дуже високу точність вимірювань (0.1% для рідини) і останнім часом все частіше застосовуються на комерційних вузлах обліку.

Нижче наведені фото масових витратомірів MICRO MOTION і ROTAMASS JOKOGAWA: