Coriolis Mass Flow Meter : Parameter, Faktor kinerja, dan Pengukuran aliran massa

Dalam banyak aplikasi pengukuran aliran, laju aliran massa lebih penting daripada volume laju aliran. Misalnya dalam makanan dan minuman laju aliran massa industri lebih penting daripada daripada laju aliran volume komoditas. A keuntungan atau kerugian perusahaan terutama bergantung pada pengukuran aliran massa yang akurat dari aliran substansi.

Pengukur aliran Coriolis dikembangkan pada tahun 1980-an untuk memenuhi kebutuhan aliran massa langsung pengukuran. Selama dekade terakhir, Coriolis pengukur aliran massa telah muncul sebagai yang tercepat teknologi pengukuran fluida yang berkembang karena mereka tidak terpengaruh oleh perubahan parameter fluida seperti tekanan, suhu, viskositas, dan kepadatan.

Pengukur Coriolis tidak memiliki bagian yang bergerak seperti turbin dan meteran perpindahan positif yang dapat dipakai. Meter ini membutuhkan rendah pemeliharaan dan dapat menangani cairan korosif dan cairan yang mengandung padatan atau partikel. Selain itu, meter ini tidak memerlukan kalibrasi yang sering. Dalam tahap awal pendirian, meteran ini adalah digunakan terutama untuk cairan tetapi sekarang ini juga dapat diadaptasi untuk aplikasi gas.

Parameter

Unit Penggerak

Unit penggerak mengontrol amplitudo dan frekuensi frekuensi osilasi tabung. Ini membawa sirkuit umpan balik untuk mempertahankan fungsional frekuensi tabung bergetar. Biasanya tabung bergetar pada frekuensi resonansi yang mana membutuhkan energi eksitasi paling sedikit.

Sensor

Untuk mengukur perpindahan tabung, dua jenis sensor elektrodinamis (koil & magnet) dipasang pada lengan tabung. Metode lain adalah optik yang terdiri dari fotodioda & rana modulasi. Sensor elektrodinamik menawarkan akurasi fase yang sangat baik dan keandalan yang sangat tinggi.

Proses Sinyal

Sinyal yang dihasilkan oleh sensor karena perpindahan anggota badan tabung sangat kecil sinyal sinusoidal, yang perlu diperkuat untuk sinyal berikutnya tahap pemrosesan elektronik.

Faktor Kinerja Aliran Massa Coriolis

Kecepatan

Teori vektor berat pada pengukur aliran sederhana untuk mempelajari efek distribusi kecepatan & menemukan bahwa ketika fluida mengalir melalui tabung yang bergetar, interaksi antara karakteristik fisik tabung & kecepatan getaran menimbulkan gaya tubuh dalam fluida. Dalam teori vektor berat, vektor kecepatan dikalikan dengan vektor berat dan diintegrasikan ke dalam volume total fluida.

Hemp membahas tentang keterbatasan teori tersebut jika diterapkan pada CMF dengan tabung yang panjang dengan amplitudo yang lebih besar. Pengaruh viskositas terhadap sensitivitas meteran dengan menggunakan teori vektor berat. Ketika viskositas dipertimbangkan, hal ini menyebabkan kontribusi tambahan pada getaran sekunder pada batas antara tabung bergetar & fluida. Dapat disimpulkan bahwa pengabaian viskositas dapat menyebabkan kesalahan beberapa persen & menyarankan untuk mengabaikan viskositas dalam aliran getaran sepenuhnya & kemudian mengoreksi perhitungan dengan menggunakan vektor berat dengan viskositas.

Melakukan simulasi untuk aliran fluida kental dalam tabung getar meteran tipe cangkang, yang bentuk modenya tetap selama proses simulasi transien dan mengamati respons waktu dari anti-integral integral gaya fluida simetris yang bekerja pada dinding bagian dalam tabung pengukur. Besaran dan variasi relatif dipertimbangkan dengan laju aliran massa fluida untuk estimasi integral efek profil kecepatan.Penulis mempresentasikan hasil simulasi untuk kecepatan fluida yang berbeda melalui tabung pengukur dan menemukan hilangnya sensitivitas flowmeter yang cukup besar pada kisaran angka Reynolds yang lebih rendah.

Angka Reynolds

Aliran osilasi sekunder pada penampang tabung, yang disebabkan oleh interaksi Coriolis dan gaya geser, menimbulkan perubahan pada faktor kalibrasi meter. Fungsi dari bilangan Reynolds dari aliran rata-rata menyelidiki bahwa efek Reynolds dapat menginduksi aliran sekunder dalam tabung berosilasi CMF, yang akan menyebabkan perubahan sensitivitas pengukur aliran. Mengevaluasi respons pengukur aliran yang berbeda (Tabung kembar 6 inci dengan laju aliran maksimum 250 kg / s untuk pengukur H & I) di berbagai kondisi viskositas tinggi (Enam cairan uji – Minyak Tanah, Minyak Gas, Velocite, Primol, Siptech, & Aztec dengan viskositas dari 2 hingga 1500 cST) & menemukan bahwa kesalahan maksimum adalah -0,964 & -0,56% untuk pengukur H & I masing-masing bahkan pada Re serendah200.

Getaran & Dinamis

Mempelajari respons meter Coriolis sederhana yang mengalami getaran mekanis eksternal dan analisis elemen hingga yang sesuai dari tiga meter yang tersedia secara komersial. Mereka menyimpulkan bahwa getaran menghasilkan komponen tambahan dalam sinyal sensor meteran, tetapi komponen ini hanya pada frekuensi getaran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kesalahan yang dilaporkan dalam eksperimen getaran, menggunakan frekuensi apa pun kecuali frekuensi penggerak meteran, disebabkan oleh kegagalan penentuan perbedaan fase antara sinyal sensor.

menjelaskan tingkat respons yang sangat tinggi dari flowmeter Coriolis yang didasarkan pada meteran tabung lurus kembar komersial dengan pemancar digital yang dikembangkan. Meter tabung kembar lurus komersial dengan pemancar digital yang dikembangkan. Hasil penelitian mereka menunjukkan urutan besarnya, setidaknya, peningkatan kecepatan respons. memverifikasi akurasi pengukuran tabung pengukur dengan amplitudo getaran yang berbeda, yang membuktikan bahwa pengaruh nonlinier menjadi lebih serius dengan meningkatnya amplitudo getaran.

Fluida Dua Fase

Tipe U Coriolis mass flowmeter yang tersedia & melakukan pengujian untuk cairan mentah yang memiliki partikel gas yang terperangkap & menemukan bahwa akurasi pengukuran laju semua meter memburuk secara signifikan ketika gas mengalir dengan minyak mentah. Kinerja tipe Pengukur Aliran Massa Coriolis di bawah aliran dua fase kondisi & menemukan bahwa tipe Coriolis Mass Flowmeter tidak bekerja secara akurat untuk dua cairan fase seperti campuran gas-cair. Kesalahan relatif yang ditemukan rata-rata hingga 65% dalam massa dan pengukuran kepadatan. Penerapan tipe Coriolis Mass Flowmeter untuk gas alam dan menemukan bahwa gangguan profil aliran & aliran pusaran hanya berdampak kecil atau tidak berdampak pada pengukuran akurasi.

Mereka mempelajari Coriolis Mass Flowmeter tipe besar berukuran besar untuk laju aliran massa & menyarankan pemasangan yang disederhanakan, pengurangan ukuran & biaya keseluruhan. Uji coba pada pengukur Coriolis tiga fase komersial dengan campuran tiga fase (minyak / air / gas) dan menemukan kesesuaian teknologi Coriolis untuk campuran tiga fase. Kesesuaian pengukur aliran Coriolis yang tersedia secara komersial dan menemukan hasil yang tidak dapat diandalkan untuk pengukuran bubur.

Baca Juga: Rheonik RHM20 Coriolis Flow Sensor

Pengukuran Aliran Massa Coriolis

Pengukur Coriolis bekerja berdasarkan prinsip gaya Coriolis yang dihasilkan dalam tabung getar yang dialiri fluida. Gaya ini sebanding dengan laju aliran massa fluida yang mengalir. Biasanya terdiri dari satu atau dua tabung bergetar dengan saluran masuk dan saluran keluar, penggerak elektromagnetik untuk menghasilkan gerakan getaran tabung, dua sensor elektromagnetik untuk mendeteksi perbedaan fasa antara dua lengan tabung yang bergetar, sirkuit umpan balik untuk mempertahankan getaran pada frekuensi fungsional dan sarana elektronik untuk mengukur perbedaan fasa antara sinyal yang diterima dari sensor. Ketika fluida mengalir melalui meteran, fluida mengalami percepatan di sisi saluran masuk dan perlambatan di sisi saluran keluar yang menghasilkan gaya Coriolis. Gaya Coriolis yang dihasilkan menyebabkan perbedaan fase antara dua lengan bergetar tabung yang sebanding dengan laju aliran massa fluida.

Kesimpulan

Dalam banyak aplikasi pengukuran aliran, laju aliran massa lebih penting daripada volume laju aliran. Misalnya dalam makanan dan minuman laju aliran massa industri lebih penting daripada laju aliran volume komoditas. Keuntungan atau kerugian perusahaan terutama bergantung pada pengukuran aliran massa yang akurat dari aliran substansi.

Sumber: ResearchGate.com