Расходомер Кориолисовый

Наибольшее распространение получили кориолисовые массовые расходомеры. Силовое воздействие в них создается за счет ускорения Кориолиса, которое возникает на измерительном участке расходомера. Для образования этого ускорения непрерывно вращающемуся преобразователю расхода придают особую конфигурацию, заставляющую поток перемещаться в радиальном направлении по отношении к оси вращения, совпадающей с осью трубопровода.

Кориолисовый расходомер предназначен для измерения массового и вычисления объемного расхода жидких и газообразных сред, благодаря чему используется в различных областях промышленности, а также в системах коммерческого учета. Основными элементами являются две расходомерные трубки, на которых расположены: силовая электромагнитная катушка возбуждения и магнит; два тензодатчика с магнитами и электромагнитными катушками; терморезистор.

Рисунок 1 – Кориолисовый силовой расходомер Принцип действия кориолисовых массовых расходомеров основан на изменениях фаз механических колебаний U - образных трубок, по которым движется измеряемая среда. Этим трубкам посредством катушки сообщается колебательное движение, из-за чего в системе возникает дополнительная сила инерции – сила Кориолиса, которая сопротивляется вибрации расходомерных трубок. В результате чего трубки начинают изгибаться (наглядно это сопротивление Вы можете чувствовать, когда гибкий шланг извивается под напором подаваемой в него воды). Их изгиб фиксируется датчиками. При одновременном снятии сигналов происходит смещение по фазе. Это относительное запаздывание прямо пропорционально массовому расходу.

Резонансная частота трубки зависит от её массы. Общая масса состоит из: массы самой трубки, которая постоянна для данного датчика, и массы измеряемой среды в трубке, которая равна произведению плотности среды и внутреннего объема трубки. Но так как объем трубки - это константа для данного типоразмера датчика, то резонансная частота колебаний трубки может быть привязана к плотности среды и определена путем измерения резонансной частоты колебаний, периода колебаний трубки и температуры. Температура определяется с помощью термосопротивления.

Поперечные принудительные колебания труб: Перемещение труб в отсутствии движения жидкости Направление кориолисовых сил при наличие движения жидкости в сенсоре (направление Fc в потоке) Перемещение труб в отсутствие движения жидкости Направление кориолисовых сил при наличие движения (направление Fc в потоке)

Рисунок 2 - Поперечные принудительные колебания труб.

Рисунок 3 - Структурная схема измерения массового расхода

Рекомендации по установке: Для расходомеров данного типа не существует требования подвода и отвода жидкости по прямым трубам к расходомеру, чтобы подготовить поток. Прибор должен быть установлен так, чтобы он был постоянно заполнен и чтобы не образовывалось воздушных пробок в системе. Наиболее предпочтительная схема установки является вертикальная с направлением движения потока вверх, но установка в горизонтальных линиях тоже приемлема. Установка в вертикальном положении с направлением движения потока вниз не рекомендуется.

В новейших конструкциях Кориолисовых расходомеров нормальная вибрация трубопровода не должна создавать помехи прибору, если он правильно установлен в трубопроводе. Прибору не требуется дополнительных суппортов, но стандартные конструкции суппортов должны быть расположены по обеим сторонам от прибора. Если в инструкции по установке упоминаются дополнительные средства, то вероятно, что этот прибор чувствителен к вибрации, и пульсационные демпферы, гибкие соединения и специальные разъемы, рекомендованные производителем должны быть установлены в надлежащем порядке. Если существует большая вероятность присутствия пузырьков воздуха в жидкости, то рекомендуется установить воздушный дегазатор перед входом в расходомер. Рекомендуется устанавливать фильтры или воздушные дыхательные клапаны для отвода воздуха или паров, т. е для удаления всех нежелательных вторичных фаз. Обязательным требованием настройки расходомера (установки на нуль) является отсутствие воздуха в системе. Кориолисовый расходомер имеет ряд достоинств, из которых можно выделить: высокую точность; повторяемость результатов измерений; не требуются прямые участки; работают вне зависимости от направления потока; нет затрат на установку вычислителей расхода; нет необходимости в периодической перекалибровке и регулярном техническом обслуживании; могут работать от разных источников питания с помощью самопереключающегося встроенного блока питания; надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды; длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей. Но основным достоинством данных расходомеров является возможность их применения для измерения расхода многофазных сред. Так, например, имеются конструкции силовых расходомеров для измерения расхода нефтегазовых смесей.