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E+H恩德斯豪斯科里奧利質(zhì)量流量計(jì)Proline Promass A100工作原理
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的工作原理基于科里奧利效應(yīng)(Coriolis Effect),通過測(cè)量流體在振動(dòng)管道中流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的科里奧利力,直接推算出流體的質(zhì)量流量。
物理基礎(chǔ):科里奧利效應(yīng)
科里奧利效應(yīng)是旋轉(zhuǎn)參考系中運(yùn)動(dòng)物體所受的慣性力,其方向垂直于物體運(yùn)動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)軸。在流量計(jì)中,這一效應(yīng)通過振動(dòng)管道的扭曲變形體現(xiàn):
旋轉(zhuǎn)參考系類比:振動(dòng)管道的振動(dòng)可視為一種“簡(jiǎn)諧旋轉(zhuǎn)",流體流動(dòng)時(shí)相當(dāng)于在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生科里奧利力。
力與變形關(guān)系:科里奧利力導(dǎo)致振動(dòng)管道發(fā)生扭曲,扭曲程度與流體質(zhì)量流量成正比。
工作過程:從振動(dòng)到流量計(jì)算
1. 管道振動(dòng):建立測(cè)量基準(zhǔn)
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):通過電磁驅(qū)動(dòng)線圈激勵(lì)測(cè)量管(如U型、直管或微彎管)以其固有頻率(通常80-150Hz)振動(dòng)。
振動(dòng)模式:管道兩端做相向振動(dòng)(即反向運(yùn)動(dòng)),形成穩(wěn)定的振動(dòng)系統(tǒng),為后續(xù)科里奧利力的測(cè)量提供基準(zhǔn)。
2. 科里奧利力生成:流體流動(dòng)引發(fā)管道扭曲
流體運(yùn)動(dòng):當(dāng)流體流經(jīng)振動(dòng)管道時(shí),入口段流體隨管道向上振動(dòng),出口段流體隨管道向下振動(dòng)。
方向差異:由于流體流動(dòng)方向與管道振動(dòng)方向存在夾角,入口段和出口段流體的運(yùn)動(dòng)方向相反,產(chǎn)生垂直于流動(dòng)方向的科里奧利力。
管道扭曲:科里奧利力導(dǎo)致管道發(fā)生扭曲變形,扭曲程度隨質(zhì)量流量增大而增加。
3. 相位差檢測(cè):量化扭曲程度
傳感器布局:在管道入口和出口處安裝電磁或光電傳感器,實(shí)時(shí)檢測(cè)管道振動(dòng)信號(hào)。
質(zhì)量流量計(jì)
Proline Promass F 300
Proline Promass P 100
Proline Promass U 500
Proline Promass X 300
Proline Promass A100
Proline Promass A 200
Proline Promass A 300
Proline Promass A 500/8A5C
相位差計(jì)算:通過比較兩端傳感器信號(hào)的時(shí)間差,量化管道扭曲程度。相位差與質(zhì)量流量成正比。
4. 信號(hào)處理與輸出:多參數(shù)同步測(cè)量
變送器功能:接收傳感器信號(hào),通過以下算法計(jì)算關(guān)鍵參數(shù):
質(zhì)量流量:基于相位差ΔT,結(jié)合管道物理參數(shù)(如剛度、長(zhǎng)度)推算。
密度測(cè)量:利用振動(dòng)管固有頻率與流體密度的關(guān)系,同步輸出密度值(頻率變化 ∝ 密度變化)。
溫度補(bǔ)償:內(nèi)置溫度傳感器,修正溫度對(duì)管道剛度和流體密度的影響,確保測(cè)量精度。
輸出接口:支持4-20mA、RS485、HART等協(xié)議,可與DCS、PLC等控制系統(tǒng)無縫集成。
應(yīng)用場(chǎng)景:高精度計(jì)量與過程控制
石油與天然氣:原油、成品油、LNG貿(mào)易結(jié)算計(jì)量,誤差率較容積式流量計(jì)降低80%。
化工與制藥:反應(yīng)釜進(jìn)料控制、高純度介質(zhì)計(jì)量,滿足GMP(藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范)要求。
食品與飲料:牛奶、果汁、啤酒等液態(tài)食品計(jì)量,糖漿、食用油高粘度原料精準(zhǔn)添加。
能源與環(huán)保:氫能源、生物燃料流量測(cè)量,污水處理藥劑添加控制。
E+H恩德斯豪斯科里奧利質(zhì)量流量計(jì)Proline Promass A100工作原理