Принцип работы кориолисового расходомера

Основной принцип работы кориолисового расходомера (сокращенно кориолисового расходомера) заключается в использовании силы Кориолиса, возникающей при течении жидкости внутри вибрирующей трубки, и непосредственном измерении массового расхода жидкости путем определения разности фаз вибрирующей трубки. Он также может определять и измерять такие параметры, как плотность и температура.

Разбор основных принципов

Генерация силы Кориолиса. Сила Кориолиса — это инерционная сила. Когда объект движется линейно во вращающейся системе отсчета, на него действует сила, перпендикулярная как направлению движения, так и оси вращения. В расходомере Кориолиса вибрирующая измерительная трубка выступает в роли «вращающейся системы отсчета», а жидкость, протекающая внутри трубки, — в роли «движущегося объекта».

Вибрационный привод измерительной трубки. Измерительная трубка расходомера (обычно U-образная, прямая или с двойным изгибом) приводится в движение исполнительным механизмом с фиксированной частотой (собственной частотой) для осуществления периодических возвратно-поступательных колебаний (подобных колебаниям камертона). Когда внутри трубки нет потока жидкости, колебания измерительной трубки симметричны, и фазы колебаний на входном и выходном концах трубки полностью совпадают.

Разность фаз, вызванная потоком жидкости, возникает, когда жидкость течет от входного конца к выходному концу внутри вибрирующей трубы:

Когда жидкость вибрирует вверх вместе с измерительной трубкой, на нее действует сила Кориолиса, которая препятствует вибрации, что приводит к фазовому сдвигу на входном конце трубки.

Когда жидкость вибрирует вниз вместе с измерительной трубкой, на нее действует сила Кориолиса, которая усиливает вибрацию, приводя к сдвигу фазы на выходном конце трубки.

Эта разница сил вызывает фазовый сдвиг между входным и выходным концами измерительной трубки, причем величина фазового сдвига прямо пропорциональна массовому расходу жидкости.

Датчики обнаружения и расчета сигнала (например, электромагнитные датчики) установлены на обоих концах измерительной трубки для обнаружения сигналов фазы вибрации. Передатчик расходомера преобразует сигнал разности фаз в электрический сигнал, а затем вычисляет массовый расход жидкости с помощью встроенного алгоритма (прямое измерение без необходимости компенсации температуры и давления). При этом собственная частота измерительной трубки связана с плотностью жидкости внутри трубки, поэтому плотность жидкости также может быть рассчитана по частоте вибрации.

Основные характеристики (в сочетании с техническими параметрами расходомера)

Прямое измерение массового расхода: в отличие от объемных расходомеров (таких как вихревые и электромагнитные расходомеры), нет необходимости в преобразовании через плотность, поэтому точность и воспроизводимость в меньшей степени зависят от условий эксплуатации.

Широкая область применения: прибор позволяет измерять потоки жидкостей, газов и многофазных сред (таких как жидкости и суспензии, содержащие пузырьки), и особенно подходит для сред с высокой вязкостью, высокой температурой и высоким давлением.

Преимущества в технических параметрах: точность обычно достигает ±0,1%.～±0,5%, а повторяемость может достигать ±0,02%.～±0,1%, соответствует международным стандартам, таким как ISO 9104 и ASTM D5125.