หลักการของเครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์: วิธีการทำงานและวิธีการกำหนดขนาดหนึ่ง

เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีไม่กี่อย่างที่วัดได้การไหลของมวลโดยตรงแทนที่จะอนุมานจากปริมาตร แทนที่จะวัดความเร็วแล้วแก้ไขความหนาแน่น อุณหภูมิ หรือความดัน เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลโบลิทาร์จะตรวจจับว่าของไหลที่กำลังเคลื่อนที่รบกวนชุดท่อวัดที่สั่นอย่างไร และอ่านการไหลของมวลจริงจากการรบกวนนั้น

ข้อแตกต่างประการเดียวคือเหตุใดหลักการของเครื่องวัดอัตราการไหลโบลิทาร์จึงมีความสำคัญในการจ่าย การผสม การผสม และการดูแล{0}} โดยที่กระบวนการถูกควบคุมโดยมวลและความหนาแน่นของของไหลไม่คงที่

คำตอบด่วน:เครื่องวัดอัตราการไหลโบลิทาร์จะสั่นท่อวัดและคอยดูการเปลี่ยนเฟสเล็กน้อยระหว่างทางเข้าและทางออกของท่อ ขนาดของการเปลี่ยนเฟสนั้นเป็นสัดส่วนกับการไหลของมวล ดังนั้นเครื่องวัดจะรายงานการไหลของมวลโดยตรง และโดยปกติแล้วจะมีความหนาแน่นและอุณหภูมิในเวลาเดียวกัน

คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของมิเตอร์แบบทีละขั้นตอน สิ่งที่ส่งผลต่อความถูกต้องแม่นยำ ตำแหน่งที่พอดี เปรียบเทียบกับอุปกรณ์อื่นๆ อย่างไรเครื่องวัดอัตราการไหลทางอุตสาหกรรมและวิธีการระบุให้ถูกต้อง

หลักการของเครื่องวัดอัตราการไหลของ Coriolis คืออะไร?

หลักการนี้ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์โบลิทาร์ ภายในมิเตอร์ ท่อไหลหนึ่งท่อหรือมากกว่าจะถูกขับเคลื่อนเข้าสู่การสั่นสะเทือนที่ควบคุม เมื่อของไหลผ่านท่อสั่น มวลที่เคลื่อนที่จะบิดท่อเล็กน้อย ทำให้เกิดการเปลี่ยนเฟสที่วัดได้ระหว่างด้านทางเข้าและทางออก เซ็นเซอร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงนี้ และเครื่องส่งจะแปลงเป็นการอ่านค่าการไหลของมวล

ความสัมพันธ์เป็นแบบตรง: ยิ่งมวลเคลื่อนที่ผ่านท่อมากเท่าใด ผลการบิดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ตามที่ได้ตีพิมพ์ฟิสิกส์ของเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลเวลาที่หน่วงที่วัดได้จะเป็นสัดส่วนกับการไหลของมวล โดยมีปัจจัยที่ทราบคือความแข็งของท่อและรูปทรง นี่คือสาเหตุที่เครื่องวัดโบลิทาร์ไม่จำเป็นต้องประมาณมวลจากปริมาตร

ผลโบลิทาร์ในแง่ธรรมดา

ปรากฏการณ์โบลิทาร์อธิบายว่ามวลที่เคลื่อนที่ดูเหมือนจะเบี่ยงเบนไปภายในกรอบที่หมุนหรือสั่นอย่างไร ท่อของเครื่องวัดโบลิทาร์ไม่ได้หมุนเหมือนล้อ พวกมันสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่อง และการสั่นสะเทือนนั้นก็เพียงพอแล้วที่จะสร้างเอฟเฟกต์

เมื่อไม่มีการไหล ด้านข้างทางเข้าและทางออกของท่อจะสั่นเป็นขั้นๆ เมื่อของไหลเคลื่อนที่ ฝั่งทางเข้าจะล่าช้าและฝั่งทางออกจะล่าช้า ดังนั้นทั้งสองฝ่ายจึงไม่ซิงค์กัน ความแตกต่างของเวลาเล็กน้อยนั้นคือการเลื่อนเฟสที่เซ็นเซอร์วัด และเครื่องส่งจะเปลี่ยนเป็นอัตราการไหล

เหตุใดจึงอ่านมวล ไม่ใช่ปริมาตร

มาตรวัดความเร็ว-จะวัดความเร็วของของเหลวที่เคลื่อนที่ จากนั้นจึงต้องการข้อมูลความหนาแน่นเพื่อเข้าถึงการไหลของมวล มิเตอร์โบลิทาร์ตอบสนองต่อความเฉื่อยของมวลของไหล ดังนั้นจึงคำนวณมวลได้โดยตรง เมื่อความหนาแน่นเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ ความดัน ความเข้มข้น หรือสูตรที่เปลี่ยนแปลง จะช่วยขจัดแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดที่สำคัญ และมักจะกำจัดเครื่องมือชดเชยที่แยกจากกัน ตรรกะเดียวกันนี้ใช้กับงานด้านอาหารและเคมีโดยที่เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลจะวัดตัวกลางโดยน้ำหนักแทนที่จะเป็นปริมาตรที่ถูกแทนที่

เครื่องวัดอัตราการไหลของ Coriolis ทำงานอย่างไรทีละขั้นตอน?

ฟิสิกส์ฟังดูเป็นนามธรรม แต่ลำดับการทำงานตรงไปตรงมา

ขั้นตอนที่ 1: ท่อถูกขับเคลื่อนไปสู่การสั่นสะเทือน

คอยล์ขับเคลื่อนทำให้ท่อวัดสั่นที่ความถี่ที่ควบคุม รูปทรงของท่อแตกต่างกันไปตามการออกแบบ ท่อ-รูปทรงตัวยู โค้ง ตรง หรือท่อคู่- การออกแบบท่อคู่-เป็นเรื่องปกติเนื่องจากจะตัดโครงสร้างภายนอกและการสั่นสะเทือนของท่อ ซึ่งเป็นจุดอ่อนที่จำกัดมิเตอร์โบลิทาร์ในยุคแรกๆ ก่อนที่การออกแบบจะครบกำหนด

ขั้นตอนที่ 2: ของไหลเข้าสู่ท่อสั่น

เมื่อของไหลเดินทางผ่านท่อ มวลของมันจะต้านทานการเปลี่ยนแปลงทิศทางและใช้แรงบิดเล็กน้อย แรงมีเพียงเล็กน้อย แต่เซ็นเซอร์รับแรงสมัยใหม่แก้ปัญหาได้อย่างน่าเชื่อถือ

ขั้นตอนที่ 3: เซ็นเซอร์ตรวจจับการเปลี่ยนเฟส

เซ็นเซอร์ปิ๊กออฟจะอยู่ที่จุดต่างๆ บนท่อ และเปรียบเทียบการสั่นสะเทือนที่ทางเข้าและทางออก เมื่อไม่มีการไหล สัญญาณจะซิงโครไนซ์ เมื่อมีการไหล การหน่วงเวลาจะปรากฏขึ้น และการหน่วงนั้นจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการไหลของมวล

ขั้นตอนที่ 4: เครื่องส่งคำนวณเอาต์พุต

เครื่องส่งสัญญาณจะประมวลผลสัญญาณเซ็นเซอร์เป็นค่าที่ใช้ได้ ได้แก่ อัตราการไหลของมวล ความหนาแน่น อุณหภูมิ มวลรวม และการไหลของปริมาตรที่คำนวณได้ รวมถึงค่าความเข้มข้นในการใช้งานบางอย่าง เอาต์พุตไปถึง PLC, DCS หรือตัวควบคุมแบทช์ผ่านการสื่อสารแบบอะนาล็อก พัลส์ หรือดิจิทัล เช่น HART, Modbus หรือ PROFIBUS

ส่วนประกอบหลักของเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลโบลิทาร์

แต่ละส่วนช่วยให้การวัดมีความเสถียรและทำซ้ำได้:

• ท่อไหลดำเนินการของเหลวในกระบวนการ รูปร่างและวัสดุได้รับการเลือกสำหรับสื่อ โดยมีโลหะผสมพิเศษสำหรับการกัดกร่อน ถูกสุขลักษณะ อุณหภูมิสูง- หรือมีฤทธิ์กัดกร่อน
• คอยล์ขับกระตุ้นท่อและคงแรงสั่นสะเทือนอ้างอิงให้คงที่
• เซ็นเซอร์ปิ๊กออฟวัดการเปลี่ยนเฟสที่กลายเป็นสัญญาณการไหลของมวล
• เซ็นเซอร์อุณหภูมิชดเชยการเปลี่ยนแปลงความแข็งของท่อและรายงานอุณหภูมิกระบวนการ
• เครื่องส่งแปลงสัญญาณดิบเป็นโปรโตคอลการไหล ความหนาแน่น อุณหภูมิ และเอาต์พุต

เครื่องวัดอัตราการไหลของ Coriolis สามารถวัดอะไรได้บ้าง?

คุณค่าของเทคโนโลยีคือเครื่องมือหนึ่งรายงานตัวแปรหลายตัวการไหลของมวลเป็นเอาต์พุตหลัก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผสมเป็นชุด การตวง การผสม และการควบคุมปฏิกิริยาความหนาแน่นมาจากลักษณะการสั่นสะเทือนของท่อและช่วยติดตามความเข้มข้นหรือคุณภาพของผลิตภัณฑ์อุณหภูมิรองรับการชดเชยและติดตามปริมาณการไหลคำนวณจากมวลและความหนาแน่นเมื่อระบบควบคุมต้องการ ในการตั้งค่าบางอย่าง ความหนาแน่นและอุณหภูมิรวมกันจะประมาณค่าความเข้มข้นเช่น ปริมาณน้ำตาล ความแรงของแอลกอฮอล์ หรืออัตราส่วนของส่วนผสม ขึ้นอยู่กับเครื่องส่งและการกำหนดค่า

เหตุใดเครื่องวัดอัตราการไหลของ Coriolis จึงแม่นยำ

เครื่องวัดโบลิทาร์ถูกเลือกโดยที่ความถูกต้องแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำเป็นสิ่งสำคัญ และความแม่นยำนั้นมีแหล่งที่มาเฉพาะ แทนที่จะเป็นคำกล่าวอ้างทางการตลาด ช่วยแยกแนวคิด 3 ประการที่มักเบลอๆ ออกจากกัน:

• การวัดมวลโดยตรงขจัดความเร็ว-ถึง-การอนุมานความหนาแน่นที่เพิ่มความไม่แน่นอนในปริมาตรเมตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความหนาแน่นเคลื่อนไป
• การทำซ้ำโดยทั่วไปจะสูงมากเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในเส้นทางการไหลที่จะสึกหรอหรือดริฟท์โดยกลไก
• เสถียรภาพเป็นศูนย์เรื่องที่ไหลต่ำ มิเตอร์ที่มีค่าศูนย์ต่ำหรือมิเตอร์ที่ทำงานต่ำกว่าช่วงการใช้งาน จะสูญเสียความแม่นยำโดยไม่คำนึงถึงข้อกำหนดที่กำหนด

เนื่องจากการไหลของมวลเป็นแบบเฉื่อย จึงไม่มีใบพัดหรือเฟืองหมุนอยู่ในกระแสน้ำ ซึ่งช่วยลดการสึกหรอเมื่อเทียบกับมิเตอร์แบบกลไก ข้อเสีย-ก็คือการคำนวณยังคงขึ้นอยู่กับความแข็งของท่อและการทราบพฤติกรรมของของไหล ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการชดเชยอุณหภูมิและการตั้งศูนย์ที่ถูกต้องจึงเป็นส่วนหนึ่งของเรื่องราวความแม่นยำ ไม่ใช่ตัวเลือกเพิ่มเติม

ปัจจัยที่อาจส่งผลต่อความแม่นยำ

มิเตอร์ที่มีความสามารถยังคงมีประสิทธิภาพต่ำกว่าในสภาวะที่ไม่ถูกต้อง ตารางด้านล่างนี้จะแมปแต่ละปัจจัยกับลักษณะที่ปรากฏและวิธีป้องกัน

ข้อดีและข้อเสียของเครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์

กรณีที่ตรงไปตรงมาทั้งสำหรับและต่อต้าน เนื่องจากไม่มีมิเตอร์ที่เหมาะกับทุกบรรทัด

ข้อดี

• การไหลของมวลโดยตรง-ที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการจ่าย การจัดชุด การบรรจุ และความสมดุลของวัสดุ
• เอาต์พุตหลายตัวแปรมวล ความหนาแน่น และอุณหภูมิจากอุปกรณ์เครื่องเดียว ช่วยลดจำนวนอุปกรณ์
• ไม่มีข้อกำหนดการนำไฟฟ้าไม่เหมือนกเครื่องวัดการไหลของแม่เหล็กไฟฟ้าดังนั้นของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า-จึงเป็นเรื่องปกติ
• การสึกหรอทางกลต่ำเพราะไม่มีอะไรหมุนไปตามเส้นทางการไหล

ข้อเสีย

• ต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นมากกว่าเทคโนโลยีพื้นฐาน ยากที่จะพิสูจน์ให้เห็นถึงการไหลของยูทิลิตี้อย่างง่าย
• ความดันตกอาจมีความสำคัญกับของเหลวหนืดหรือท่อขนาดเล็ก และเป็นความเสี่ยงในการจัดซื้อที่แท้จริงในระบบแรงดันต่ำ-ที่มีอยู่-
• ขนาดและน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเหนือสามถึงสี่นิ้ว ภาพรวมอุตสาหกรรมแห่งหนึ่งของโบลิทาร์เป็นเครื่องวัด-ที่เกือบจะสมบูรณ์แบบหมายเหตุ ขนาดเส้นใหญ่กลายเป็นเส้นใหญ่และมีราคาแพงมาก
• ความไวต่อความเครียดในการติดตั้งและการไหลสอง-เฟสซึ่งจะต้องตรวจสอบก่อนคัดเลือก

เมื่อเครื่องวัดโบลิทาร์อาจไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุด

พิจารณาทางเลือกอื่นเมื่อการใช้งานต้องการเพียงตัวบ่งชี้การไหลคร่าวๆ เมื่อท่อมีขนาดใหญ่มากและมีค่าใช้จ่ายสูง เมื่อการไหลแบบสองเฟส-รุนแรง เมื่อแรงดันตกคร่อมต้องคงอยู่ในระดับต่ำมาก เมื่อของไหลทำให้เกิดการสะสมตัวมาก หรือเมื่อมิเตอร์ที่เรียบง่ายกว่าบรรลุเป้าหมายความแม่นยำแล้ว กฎการตัดสินใจเชิงปฏิบัติ:

• เลือก Coriolis ถ้าความแม่นยำของมวล ข้อมูลความหนาแน่น หรือของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้า-เป็นตัวขับเคลื่อนข้อกำหนด
• พิจารณาทางเลือกอื่นหากเส้นใหญ่ ของเหลวเป็นน้ำสะอาด หรืองบประมาณเป็นปัจจัยในการตัดสินใจ
• ถามซัพพลายเออร์ว่า.กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับก๊าซที่กักขัง สารละลาย สารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน หรือแรงดันที่มีอยู่เล็กน้อย

Coriolis เทียบกับเทคโนโลยีเครื่องวัดการไหลอื่น ๆ

การเลือกมักจะหมายถึงการเปรียบเทียบเทคโนโลยี ไม่ใช่การอ่านเอกสารข้อมูลแผ่นเดียว ตารางสรุปข้อดีข้อเสีย-ในทางปฏิบัติ

ในระยะสั้น:เครื่องวัดอัตราการไหลของแม่เหล็กประหยัดสำหรับการบริการน้ำที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า; a

เครื่องวัดการไหลของกระแสน้ำวนเหมาะกับไอน้ำที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง ก

เครื่องวัดการไหลของกังหันทำงานได้ดีกับของเหลวที่มีความหนืดต่ำ-ที่สะอาด แต่มีการสึกหรอทางกล และ

ลักษณะการทำงานของมิเตอร์ดิสเพลสเมนต์เชิงบวกชอบเชื้อเพลิงและน้ำมันที่มีความหนืดในสภาวะที่มั่นคง โบลิทาร์ชนะเมื่อมวลและความหนาแน่นโดยตรงมีความสำคัญมากที่สุด

จะเลือกและปรับขนาดเครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์ได้อย่างไร

ขนาดตามกระบวนการ ไม่ใช่ท่อ ใช้รายการตรวจสอบนี้เป็นเวิร์กชีตการกำหนดขนาดและใบเสนอราคา

ข้อผิดพลาดในการวัดขนาดที่พบบ่อยคือการปรับขนาดมิเตอร์ให้ใหญ่เท่ากับท่อขนาดใหญ่ มิเตอร์โบลิทาร์ขนาดใหญ่มักจะทำงานได้ไม่ดีที่การไหลขั้นต่ำจริง โดยที่ความเสถียรเป็นศูนย์จะครอบงำความแม่นยำ ตรวจสอบการไหลขั้นต่ำก่อนทุกครั้ง จากนั้นจึงยืนยันว่าแรงดันตกคร่อมเป็นที่ยอมรับได้ที่การไหลสูงสุด

ตัวอย่างการเลือกทำงาน

• ปริมาณน้ำเชื่อมที่มีความหนืด:การชดเชยความหนาแน่นและแรงดันตกมักจะมีความสำคัญมากกว่าการจับคู่ขนาดท่อ ท่อที่เล็กกว่าเล็กน้อยสามารถปรับปรุง-ความแม่นยำในการไหลต่ำได้
• การให้กรด:ความเข้ากันได้ของวัสดุและการเลือก-ชิ้นส่วนโลหะผสมแบบเปียกนำไปสู่การตัดสินใจเกี่ยวกับช่วงการไหล
• ก๊าซอัด:ความหนาแน่นของก๊าซต่ำจะทำให้สัญญาณอ่อนลง ดังนั้นจึงต้องตรวจสอบความดัน ความเร็ว และการพลิกกลับอย่างระมัดระวัง การกำหนดขนาดมีความละเอียดอ่อนมากกว่าของเหลวมาก

คำแนะนำในการติดตั้งและการว่าจ้าง

มิเตอร์ที่เลือกไว้อย่างดี-ยังคงอาจล้มเหลวในการติดตั้งที่ไม่ดี ระวังสิ่งเหล่านี้โดยมีอาการภาคสนาม:

เนื่องจากเงื่อนไขการติดตั้งส่งผลต่อประสิทธิภาพอย่างมาก ซึ่งเป็นหลักการเดียวกันกับที่ใช้บังคับส่วนท่อตรงต้นน้ำและปลายน้ำในเครื่องวัดความเร็วจะใช้ที่นี่ด้วยจิตวิญญาณ: สภาวะที่เสถียรและคาดการณ์ได้จะปกป้องความแม่นยำ

ข้อผิดพลาดในการเลือกทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง

• เลือกตามขนาดท่อเพียงอย่างเดียวแทนช่วงการไหล
• ละเว้นอัตราการไหลขั้นต่ำและความเสถียรเป็นศูนย์
• มองข้ามความหนืดและแรงดันตกคร่อม
• ข้ามความเข้ากันได้ของวัสดุสำหรับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
• ลืมข้อกำหนดด้านสุขอนามัยหรือการทำความสะอาด
• ไม่สนใจก๊าซที่กักขังหรือเงื่อนไขสอง-
• การเลือกเอาต์พุตการสื่อสารที่ไม่ถูกต้อง
• ข้ามข้อกำหนดการอนุมัติ-พื้นที่อันตราย

คำถามที่หนักแน่น ได้แก่ ของไหล ช่วงการไหล ความดัน อุณหภูมิ ขนาดท่อ ประเภทการเชื่อมต่อ วัสดุ สัญญาณเอาท์พุต และสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง คุณสามารถส่งรายละเอียดเหล่านี้ได้โดยตรงผ่านทางแบบฟอร์มสอบถามเครื่องวัดการไหลเพื่อการเสนอราคาที่รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับหลักการของเครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์

บทสรุป

หลักการของเครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์มีแนวคิดหนึ่งคือ มวลของไหลที่เคลื่อนที่จะบิดท่อที่สั่น การเปลี่ยนเฟสจะเป็นสัดส่วนกับการไหลของมวล และเครื่องวัดจะอ่านมวลโดยตรง ซึ่งโดยปกติจะมีความหนาแน่นและอุณหภูมิอยู่ข้างๆ นั่นทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการจ่ายสาร การผสมเป็นชุด การผสม และการตรวจสอบความหนาแน่นที่แม่นยำ แต่ไม่ใช่ตัวเลือกที่ประหยัดที่สุดสำหรับสายการผลิตขนาดใหญ่หรือการไหลของสาธารณูปโภคแบบธรรมดาเสมอไป

ก่อนที่คุณจะระบุ ให้รวบรวมข้อมูลสำคัญ: ประเภทของของไหล ช่วงการไหล ความดัน อุณหภูมิ ความหนืด ความหนาแน่น ขนาดท่อ การเชื่อมต่อ วัสดุ ผลลัพธ์ และสภาพแวดล้อมการติดตั้ง ด้วยรายละเอียดเหล่านั้นในมือ คุณสามารถเปรียบเทียบเทคโนโลยีอย่างสมเหตุสมผลและเข้าถึงได้ทีมงานวัดการไหลเพื่อยืนยันมิเตอร์ที่เหมาะสมทั้งกระบวนการและงบประมาณ สำหรับพื้นหลังที่กว้างขึ้น

ฐานความรู้เครื่องวัดการไหลครอบคลุมหัวข้อการเลือกและการติดตั้งที่เกี่ยวข้องในเชิงลึก