Кориолисови разходомери - Studiopedia
Кориолисовите разходомери са предназначени за директно измерване на масов поток, плътност, температура и изчисляване на обемния поток на течности, газове и суспензии [6].
Разходомерите на Кориолис се основават на ефекта, открит от Густав Кориолис. Този ефект се проявява като въздействието на инерционните сили на въртяща се референтна система върху движещ се спрямо нея материален обект.
Принципът на работа на разходомера се основава на използването на силите на Кориолис. Те възникват в една колебателна система, в която едновременно се извършват постъпателни и въртеливи движения. Големината на силата на Кориолис зависи от масата на течността (газа) и скоростта на нейното движение в системата, следователно от масовия дебит на течността (газа).
Разходомерът на Кориолис се състои от сензор и електронен сигнален преобразувател (сензор). Сензорът има една или две измервателни тръби (обикновено U-образни), краищата на които са фиксирани на място. Между тръбите, на специална стойка, има задвижваща намотка, която създава трептения на тръбите. Отстрани на тръбите на входа и изхода са монтирани детектори, които определят положението на тръбите една спрямо друга.Измерената среда, постъпваща в сензора, се разделя на равни половини, протичащи през две сензорни тръби. Движението на задвижващата бобина кара тръбите да се люлеят нагоре и надолу в противоположни посоки. Вибрациите на тръбите са подобни на тези на камертон и са с амплитуда под 1 mm и честота около 100 Hz.
Възли от магнити и намотки - соленоиди, наречени детектори, са монтирани върху сензорни тръби (фиг. 3). Бобините са монтирани на едната тръба, магнитите на другата. Всяка намотка се движи през еднородното магнитно поле на постоянен магнит. Генерирано напрежение от всяка намоткадетекторът има формата на синусоидална вълна. Тези сигнали представляват движението на една тръба спрямо друга.
Ориз. 3. Схема на сензора на кориолисовия разходомер
Когато измерваната среда се движи през сензора, възниква физически феномен, известен като ефект на Кориолис. Постъпателното движение на средата при въртеливото движение на сензорната тръба води до ускорение на Кориолис, което от своя страна води до сила на Кориолис. Тази сила е насочена срещу движението на тръбата, дадено й от задвижващата намотка. Когато тръбата се движи нагоре по време на половината от собствения си цикъл, навътре флуидът има низходяща сила на Кориолис (Фигура 4). Веднага щом течността премине извивката на тръбата, посоката на силата се обръща. Така във входната половина на тръбата силата, действаща от страната на течността, предотвратява движението на тръбата, а в изходната половина допринася. Това води до огъване на тръбата. Тъй като тръбата се движи надолу във втората фаза на вибрационния цикъл, посоката на огъване се обръща.
Ориз. 4. Посока на силата на Кориолис в сензорната тръба
Силата на Кориолис и следователно степента на огъване в тръбата на сензора е право пропорционална на масовия дебит на флуида. Детекторите измерват фазовото изместване, докато противоположните страни на сензорната тръба се движат. В резултат на огъването на сензорните тръби, сигналите, генерирани от детекторите, са извън фаза. По този начин сигналът от входната страна изостава от сигнала от изходната страна. Разликата във времето между сигналите се измерва в микросекунди и е право пропорционална на масовия поток. Колкото по-голямо е фазовото изместване между сигналите, толкова по-голям е масовият поток [1].
По този начин дебитът се определя чрез измерване на времезакъснениетомежду сигналите на електромагнитните преобразуватели, а плътността - чрез измерване на резонансната честота на трептенията (резонансната честота е функция на масата, а масата е пропорционална на плътността). Термометърът за съпротивление на повърхността на тръбата отчита промяната в модула на еластичност на материала на тръбата.
Стойността на силата на Кориолис се намира по формулата (2):
където е масата на средата, протичаща през тръбата,
vavсредна средна скорост на потока,
циклична честота на принудени вибрации на края на тръбата.
Предимства: висока точност на измерване (до 0,1%), дълъг експлоатационен живот, измерване на високи дебити, без ограничения върху метода на инсталиране, едновременно измерване на 3 параметъра (дебит, маса, плътност), измерване на параметрите на всяка среда, показанията на инструмента не се влияят от промени в параметрите на средата, чийто дебит се измерва.
Недостатъци: относителната сложност на дизайна на вторичните преобразуватели, ограничено работно налягане [14].
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо