Principi de funcionament del mesurador de cabal màssic de Coriolis

El principi bàsic de funcionament del mesurador de cabal màssic de Coriolis (anomenat mesurador de cabal de Coriolis per abreujar) és utilitzar la força de Coriolis generada quan el fluid flueix dins d'un tub vibrant i mesurar directament el cabal màssic del fluid detectant la diferència de fase del tub vibrant. També pot derivar i mesurar paràmetres com la densitat i la temperatura.

Desglossament dels principis bàsics

Generació de la força de Coriolis La força de Coriolis és una força inercial. Quan un objecte es mou linealment en un marc de referència giratori, se sotmet a una força perpendicular tant a la direcció del moviment com a l'eix de rotació. En un mesurador de cabal de Coriolis, el tub de mesura vibrant actua com a "marc de referència giratori" i el fluid que flueix dins del tub serveix com a "objecte en moviment".

Accionament de vibració del tub de mesura El tub de mesura del mesurador de cabal (normalment en forma d'U, recte o doblement corbat) és accionat per un actuador a una freqüència fixa (freqüència natural) per realitzar una vibració alternativa periòdica (similar a la vibració d'un diapasó). Quan no hi ha flux de fluid dins del tub, la vibració del tub de mesura és simètrica i les fases de vibració als extrems d'entrada i sortida del tub són completament consistents.

Diferència de fase causada pel flux de fluid Quan el fluid flueix des de l'extrem d'entrada fins a l'extrem de sortida dins del tub vibrant:

Quan el fluid vibra cap amunt amb el tub de mesura, se sotmet a una força de Coriolis que dificulta la vibració, provocant un desfasament de fase a l'extrem d'entrada del tub.

Quan el fluid vibra cap avall amb el tub de mesura, se sotmet a una força de Coriolis que promou la vibració, donant lloc a un avanç de fase a l'extrem de sortida del tub.

Aquesta diferència de força provoca una diferència de fase entre els extrems d'entrada i sortida del tub de mesura, i la magnitud de la diferència de fase és directament proporcional al cabal màssic del fluid.

Detecció i càlcul de senyals Els sensors (com ara sensors electromagnètics) s'instal·len als dos extrems del tub de mesura per detectar els senyals de fase de vibració. El transmissor del mesurador de cabal converteix el senyal de diferència de fase en un senyal elèctric i després calcula el cabal màssic del fluid mitjançant un algoritme integrat (mesura directa sense necessitat de compensació de temperatura i pressió). Mentrestant, la freqüència natural del tub de mesura està relacionada amb la densitat del fluid dins del tub, de manera que la densitat del fluid també es pot calcular mitjançant la freqüència de vibració.

Característiques principals (combinades amb els paràmetres tècnics del mesurador de cabal)

Mesura directa del cabal màssic: a diferència dels mesuradors de cabal volumètric (com ara els mesuradors de cabal de vòrtex i electromagnètics), no cal conversió per densitat, de manera que la precisió i la repetibilitat es veuen menys afectades per les condicions de treball.

Àmplia aplicabilitat als medis: pot mesurar líquids, gasos i fluxos multifàsics (com ara líquids i suspensions que contenen bombolles), i és especialment adequat per a medis d'alta viscositat, alta temperatura i alta pressió.

Avantatges en paràmetres tècnics: la precisió normalment pot arribar a ±0,1%～±0,5%, i la repetibilitat pot arribar a ±0,02%～±0,1%, complint amb normes internacionals com ara ISO 9104 i ASTM D5125.