מד זרימת מסה ברמת דיוק גבוהה

כאשר מדברים על מד זרימת מסה ברמת דיוק גבוהה, אנו מתייחסים לעיתים קרובות למדי זרימת המוני של קוריוליס ולמד זרימת מסה תרמית.

מה זה זרימת המונים?

אחד הגדלים הפיזיים והמאפיינים הבסיסיים של גוף הוא מסה. אי אפשר ליצור או להרוס את זה. כמות המסה נשארת קבועה ללא קשר לגבולות. אבל, אם יש זרימת מסה מעבר לגבולות, סכום המסה הנכנסת והמסה היוצאת חייב להיות אפס. חוק תחזוקת המונים קובע כי המסה הנכנסת למערכת חייבת להיות שווה למסה היוצאת מהמערכת באותו מרווח זמן.

בעת מדידת זרימה יש להימנע מתערובות דו-פאזיות - גז / נוזל, גז / מוצק או נוזל / מוצק הזורם באותו צינור, מכיוון שהם יכולים לנוע במהירויות שונות ואפילו לכיוונים שונים, ולכן יש לוודא כי זרימה הכי הומוגני שאפשר (על ידי שינוי גודל הצינור או מיקום המונה).

יש מדידת זרימת מסה ישירה בה הפרמטר הנמדד קשור ישירות לזרימת המסה ומדידת זרימת מסה עקיפה, בה נמדדים זרימת הנפח וצפיפות הנוזל, ולכן הם משולבים עוד יותר לזרימת המסה.

מהו מד זרימת מסה תרמית?

מד זרימת מסה תרמית המוקדש לרכיב גז יחיד או לחלק קבוע של מדידת גז מעורב נמצא בשימוש נרחב בתעשיות הנפט והכימיה, מכשור רפואי, הנדסה ביולוגית, בקרת בעירה, הפצת גז, ניטור סביבתי, מכשירים מדויקים, מחקר מדעי, מטלורגיה, תעופה ותחומים אחרים.

עקרון עבודה של זרימת מסה תרמית

מדידת זרימת גז - תלויה בטמפרטורה ובלחץ שלהם. לכן, זרימת הגז מתבטאת בנוגע למצב הרגיל של הגז, המוגדר על ידי לחץ וטמפרטורה בלחות יחסית.

מד זרימה המוני של פיזור תרמי מתוכנן על פי העיקרון של דיפוזיה תרמית. פיזור החום של עצם מחומם הוא פרופורציונאלי לקצב זרימת הנוזל כאשר הנוזל עובר דרך עצם החימום. לחיישן שתי רמות RTD סטנדרטיות, האחת משמשת ליצירת מקור חום, ומדידת הטמפרטורה של נוזל, כאשר הנוזל זורם, הפרש הטמפרטורה ביניהם קשור באופן ליניארי לגודל הזרימה, ואז דרך מיקרו-אלקטרוניקה. טכנולוגיית בקרה, היחס מומר ליציאה ליניארית של אות המדידה.

יתרונות מדידת זרימת המוני:

• במונים אלה חסרים חלקים נעים, מה שמקטין את התחזוקה ומאפשר שימוש ביישומים תובעניים, כולל גז רווי;
• דיוק גבוה ודיוק גבוה מדידת זרימת מסה לגז או אוויר
• הם אינם דורשים תיקון טמפרטורה או לחץ, מה שאומר שאין עלות נוספת לרכישה והתקנת האביזרים;
• מספקים דיוק וחיזוק מעולים במגוון רחב של קצב זרימה;
• יכול למדוד זרימה בצינורות גדולים.

מד זרימת מסה ברמת דיוק גבוהה - מד זרימה של קוריוליס

מדי זרימת מסה של Coriolis , על בסיס עקרון המדידה שלהם, יכולים למדוד את הזרימה של כמעט כל מדיום. מכשירים אלה מאופיינים ברמת דיוק גבוהה (± 0.1 ... 0.5% מהערך הנמדד בעת מדידת זרימת מסה) ועלויות גבוהות. לפיכך, מומלץ להשתמש במדי זרימה של קוריוליס לשימוש בתחנות מדידה מסחריות, בתהליכי מינון / מילוי או בתהליכים טכנולוגיים אחראיים כאשר יש צורך למדוד את זרימת המסה של המדיה או לשלוט בכמה פרמטרים בו זמנית (זרימת מסה, צפיפות וטמפרטורה).

הם נקראים על שם גספארד קוריוליס (1792–1843), מהנדס אזרחי ופיזיקאי צרפתי. מדי הזרימה של קוריוליס מודדים את זרימת המסה, בניגוד לאלה המודדים מהירות או נפח. מוני קוריוליס אינם מושפעים מלחץ נוזלים, טמפרטורה, צמיגות וצפיפות. בגלל תכונה זו, משתמשים במונים אלה ללא כיול מחדש ופיצוי עבור פרמטרים ספציפיים לסוגי נוזלים ספציפיים. הם שימשו רק לנוזלים, אך לאחרונה הם הותאמו לגזים.

מד זה מורכב בדרך כלל מצינורות רטט כניסה ויציאה, אשר עשויים בדרך כלל מפלדת אל חלד. זה חשוב מאוד לדיוק המונה, כדי למנוע כל התקפה מכנית או כימית של הנוזל הזורם על הצינורות או הרפידות. הם מיוצרים בעיקר בצורת U. צינורות דקים יותר משמשים לגזים, ואילו צינורות עבים יותר מתאימים לנוזלים.

הנוזל נכנס למד הכניסה, קצב זרימת המסה נקבע על ידי פעולת הנוזל בצינורות הרטט. כאשר הנוזל עובר מהכניסה לפתח, הוא מפתח כוחות שונים בהתאם לתאוצה הנובעת מרטט הצינור.

כתוצאה מכוחות אלה, הצינור נע על ידי פיתולו תוך כדי שהוא עובר במעגל רטט. כמות העיקולים פרופורציונלית ישירות לזרימת המסה העוברת בצינור.

במצב נטול זרימה, הצינור רוטט זהה בכניסה ובמוצא בו יש גל סינוס עם בינוני מעבר פאזה. במהלך הזרימה מסתובב הצינור והצדדים רוטטים אחרת עם מעבר שלב ביניהם.

ככלל, נירוסטה וסגסוגות Hastelloy משמשים כחומרים למדידת צינורות במדי זרימת המוני, ולכן מכשירים אלה אינם מתאימים למדידת זרימת חומרים מאכלים מאוד. כמו כן, דיוק מדידת הזרימה באמצעות מד זרימת מסה מושפע מנוכחות גז לא מומס בסביבה הנמדדת.

החיסרון העיקרי של מד הזרימה של קוריוליס הוא העלות ההתחלתית הגבוהה יחסית. עם זאת, הרבגוניות של חיישני Coriolis בטיפול בנוזלים שונים הופכת אותם למועילים מאוד במפעלי ייצור בהם יש למדוד סוגים רבים של נוזלים שונים.

יתרונות מד הזרימה של קוריוליס

• דיוק מעולה, עיצוב מעולה, מידות התקנה קטנות והתקנה קלה;
• מד זרימת מסה ברמת דיוק גבוהה עם דיוק: 0.2%, 0.15%, 0.1%
• תחזוקה מינימלית, עמידות גבוהה בפני רטט והשפעות אחרות;
• מושג Fit-and-שכח;
• מדידה קומפקטית ואמינה;
• בקרת ואיכות איכות המוצר;
• תחזוקה מופחתת של מד הזרימה עד 90%;
• למדי קוריוליס אין בלאי מכני, ובעיות הרכבה ממוזערות;
• חסוך עד 25% מהספק המשאבה הנדרש;
• חסוך מקום בהתקנה - מד הזרימה של Coriolis חוסך לך יותר מ- 40% באורך ובנפח הנדרש;
• המכשירים מודדים מספר פרמטרים בו זמנית: זרימת מסה, זרימת נפח, צפיפות, ריכוז וטמפרטורה;
• כל המכשירים נבדקו ואושרו;
• מד זרימת מסה ברמת דיוק גבוהה.

מד הזרימה של Coriolis הוא מכשיר אמין מאוד המאפשר למדוד זרימת מסה ונפח, צפיפות, ריכוז וטמפרטורה באמצעות מכשיר מדידה יחיד. ישנם יישומים תכופים למדידת ריכוז וקצב הזרימה של סוכר, אלכוהול וצפיפות חלב בתעשיית המזון. יישומים אופייניים אחרים הם מינון של חומרים ביוצידים יקרים ואספקת דלק גבוהה של מבערים בתחנות כוח שבהן היעילות מוגברת באופן משמעותי על ידי מדידה ישירה של מסת הדלק.

מד הזרימה של Coriolis הוא אידיאלי למינון סוגים שונים של נוזלים צמיגים, שמנים, ממיסים וכימיקלים. Coriolis מודד זרימת מסה ונפח מקוונת, צפיפות, ריכוז וטמפרטורה. זה מושלם למדידת סוגים שונים של פחמימנים וכימיקלים יקרים.