מהו מד זרימת קוריוליס וכיצד הוא פועל?

מדידת קצב זרימה של נוזלים שונים היא חלק בלתי נפרד מתעשיית הנפט והגז. ישנם מספר סוגים של מכשירים המשמשים למטרה זו ומד הזרימה קוריוליס הוא אחד מהם. הוא צבר פופולריות בשנים האחרונות ככלי למדידת קצב הזרימה של נוזלים וגזים עבור יצרנים ומשתמשים של מחליקים לנפט וגז, וגם אופציה נהדרת המשמשת כמד זרימה של נוזלים בעלי צמיגות גבוהה .
מדי זרימה של קוריוליס כרוכים בעלות התקנה ראשונית גבוהה יותר בהשוואה לסוגים אחרים של מדי זרימה. עם זאת, גורמים כמו דיוק ומהירות המדידה, היכולת ללכוד קריאות מסה ולא רק נפח, ועלויות תחזוקה נמוכות יותר כתוצאה מכך, כולם פועלים לטובתם.

מהו מד זרימת קוריוליס?

מכשיר זה, המכונה גם מד זרימת מסה או מד זרימה אינרציאלית, פועל על פי עקרון האינרציה הנוצרת על ידי נוזל בזמן שהוא זורם דרך צינור מתנדנד. כוח אינרציה זה גורם לפיתול הצינור, באופן פרופורציונלי לקצב הזרימה. מידת הפיתול או העיוות נלכדת על ידי חיישנים במכשיר וניתן אות זרימה ליניארי כפלט.

עבודת מד קוריוליס

העיצובים המוקדמים יותר של מד הזרימה קוריוליס כללו צינור יחיד בצורת עיקול. עם זאת, בשל דקיקות דופן הצינור, היו בעיות עם רעידות. בדגמים מודרניים, בעיה זו בוטלה על ידי שילוב שני צינורות המביאים לדופן עבה יותר. בנוסף, העיצוב המתוקן דורש כמות פחותה של חשמל אך בעל עמידות גבוהה. קיימים מספר צורות וסגנונות של צינורות בשוק, כל אחד מתאים ליישומים ספציפיים. כולם מדויקים ביותר ודורשים תחזוקה מועטה.
בתכנון זה, הצינורות רוטטים בכיוונים מנוגדים באמצעות סלילים מגנטיים המותקנים בחלקי הכניסה והיציאה של שני הצינורות. מכלולי סלילים מגנטיים אלה מתפקדים כחיישנים. כאשר נוצר שדה מגנטי על ידי מגנטים אלה, הסלילים העוברים דרך השדה יוצרים גלי סינוס. במצב סרק, כאשר אין נוזל זורם דרך הצינורות, גלי הסינוס של הכניסה והיציאה נמצאים בפאזה.
וכאשר יש זרימת נוזל, הצינורות מתפתלים וגורמים להסטת פאזה בגלי הסינוס. פיתול זה פרופורציונלי למסת הנוזל הזורם והחיישנים לוכדים את קריאת הסטת הפאזה הזו. הסטת הפאזה שווה להפרש הזמן בין גלי הסינוס וקריאה זו נותנת את קצב הזרימה של המסה.

יתרונות של מד זרימה קוריוליס

ישנם מספר יתרונות למד הזרימה קוריוליס על פני סוגים אחרים של מדי זרימה. חלקם מפורטים להלן.
✅ המאפיין החשוב של מד זרימה מסוג זה הוא שהוא המדויק ביותר מבין כל מדי הזרימה הזמינים. מדי זרימה אלה דורשים תחזוקה מועטה מכיוון שאין להם חלקים נעים שעלולים לגרום לבלאי.
✅ הם גם לעיתים רחוקות דורשים כיול. מכיוון שהם מודדים זרימת מסה במקום רק נפח הנוזלים, הם מתאימים למדידת קצב זרימה של חומרים הנמכרים לפי משקל ולא לפי נפח. ובתעשיית הנפט והגז, ערכם של מוצרים כמו נפט נמדד על ידי יחידות חימום (כמו BTU), מה שהופך את מד הזרימה של קוריוליס למכשיר המועדף לחישוב קצב זרימה עבור חומרים כאלה.
✅ מד זרימת המסה מספק מדידות מדויקות של נוזלים ואינו מושפע משינויים בטמפרטורה, לחץ או מהירות הזרימה. זה הופך אותו למצוין למדידת קצב זרימה של גזים הנוטים יותר להיות מושפעים מהשינויים שהוזכרו לעיל. מסיבה זו מדי זרימת קוריוליס צברו תאוצה בתעשיית הנפט והגז.

היכן להשתמש במד זרימת קוריוליס?