Skirtumas yra svarbus nustatant dozavimo, maišymo ar produkto perkėlimo įrangą. Techniškai teisingas tūrinis rodmuo vis tiek gali duoti neteisingą bendrą masę, jei skaičiuojant naudojamas netinkamas tankis.
Kuo skiriasi masės srautas ir tūrinis srautas?
Masės srautasapibūdina medžiagos kiekį per laiko vienetą.Tūrinis srautasapibūdina užimtą erdvę per laiko vienetą, paprastai m³/h arba L/min. Vienfazio skysčio atveju ryšys yra masės srautas=tankis × tūrinis srautas tomis pačiomis darbo sąlygomis.
Coriolis matuoklis gali matuoti masės srautą nepateikdamas atskirai numatomo proceso tankio. Priešingai, dauguma magnetinių ir tranzito laiko ultragarsinių skaitiklių matuoja tūrinį srautą. Perskaitykitemasės srauto ir tūrio srauto palyginimasdėl platesnių pasekmių pasirenkant vieną kiekį, o ne kitą.
Kaip veikia Coriolis skysčio masės srauto matuokliai
Vibracija ir fazės poslinkis
Coriolis jutiklyje yra vienas ar daugiau vamzdžių, varomų vibruoti kontroliuojamu dažniu. Kai skystis stovi, paėmimo jutikliai nustato atskaitos vibracijos modelį. Esant srautui, judantis skystis sukelia nedidelį sukimosi atsaką, todėl taškai, esantys šalia įleidimo ir išleidimo angos, nebejuda tiksliai tuo pačiu metu.
Siųstuvas matuoja šią fazę arba laiko skirtumą ir naudoja prietaiso kalibravimą masės srautui apskaičiuoti. Tai matuojamas judančios masės mechaninis poveikis, o ne greičio matavimas ir padauginimas iš apskaičiuoto tankio.Endress+Hauser paaiškino Koriolio principąiliustruoja vamzdžio elgesį. FlowT suteikia atskirąCoriolis darbo principo straipsnisskaitytojams, kuriems reikia daugiau informacijos.
Tankis, temperatūra ir tūris
Daugelis Coriolis prietaisų taip pat apskaičiuoja tankį pagal vamzdžio rezonansinį dažnį: efektyvi skysčio masė vamzdyje turi įtakos jo vibracijai. Temperatūros jutimas padeda kompensuoti vamzdžio standumo pokyčius. Tada siųstuvas gali nustatyti tūrinį srautą iš išmatuoto masės srauto ir tankio. Ar šie kintamieji galimi kaip išvestis, priklauso nuo modelio.
Tiesioginis masės matavimas yra naudingas, kai recepte arba medžiagų balanse nurodomi kilogramai, o ne litrai. Jo trūkumai gali būti pirkimo kaina, prietaiso svoris, slėgio praradimas ir jautrumas tam tikroms vibracijos ar dujų įsiskverbimo sąlygoms. Šie kompromisai nagrinėjami FlowTCoriolis privalumai ir apribojimaidiskusija.
Kaip šiluminiai masės srauto matuokliai matuoja skysčius
Specializuoti terminio skysčio jutikliai matuoja, kaip tekantis skystis perneša šilumą. Priklausomai nuo konstrukcijos, elektronika palaiko temperatūros skirtumą arba stebi, kaip įvestas šilumos kiekis keičia temperatūros pasiskirstymą. Jutiklio signalas yra susijęs su masės srautu per kalibravimą, sukurtą numatytam skysčiui.
Šis metodas ypač tinka pasirinktoms mažo srauto dozavimo ir laboratorinėms sistemoms. Šiluminės savybės, įskaitant šilumos talpą ir šilumos laidumą, turi įtakos atsakui. Todėl pakeitus kitą skystį, neatsižvelgiant į kalibravimą, rezultatas gali būti neteisingas.Bronkhorstas paaiškina skysčių šilumos jutimąir bendrų veikimo metodų skirtumą.
Nelaikykite dujų šiluminės masės matuoklio kaip skysčio matuoklio.Pavyzdžiui, „FlowT“.šiluminio masės srauto gaminio kategorijadaugiausia skirta dujų paslaugų programoms. Skystam naudojimui reikalingas modelis, specialiai sukurtas ir nurodytas skysčiams, su tinkamomis sudrėkintomis medžiagomis ir kalibravimu.
Kaip apskaičiuoti skysčio masės srautą
Jei masės srautas gaunamas iš tūrio matuoklio, naudokite:
Masės srautas (kg/h)=tankis (kg/m³) × tūrinis srautas (m³/h)
Tarkime, kad linija teka 5 m³/h skysčio, o jos tikrasis tankis darbo sąlygomis yra 950 kg/m³. Teisingas masės srautas yra 4750 kg/val. Jei valdiklis vietoj to daro prielaidą 1 000 kg/m³, jis praneša, kad 5 000 kg/h – 250 kg/h per didelis arba maždaug 5,3 %, palyginti su teisinga verte.
Tai iliustracinis skaičiavimas, o ne išmatuotas augalo rezultatas. Tai parodo, kodėl tiek matavimai, tiek jų vienetai turi atitikti suderinamas sąlygas. Esant kintamam tankiui, momentinis ryšys išlieka, tačiau bendra masė turėtų būti sukaupta iš nuoseklių matavimų, o ne skaičiuojama pagal vieną tankio prielaidą.
Tiesioginis masės matavimas, palyginti su tūriu pagrįsti metodai
| Technologijos | Išmatuotas kiekis | Kada tai apsvarstyti | Kritinis apribojimas |
|---|---|---|---|
| Koriolis | Tiesioginė masė; dažnai tankis | Masė pagrįstas partijomis, įvairus tankis | Kaina, slėgio nuostoliai, dujų ir mechaninės sąlygos |
| Specialus skystas terminis | Kalibruotas šilumos perdavimo atsakas, suteikiantis masės srautą | Tinkamas mažas skysčio srautas | Skysčiui būdingos šiluminės savybės ir kalibravimas |
| Elektromagnetinis | Tūrinis srautas | Laidus skystis, pakankamas tūris arba patikimas tankis | Reikia tinkamo laidumo ir pilno vamzdžio |
| Prispaudžiamas ultragarsas | Paprastai tūrinis srautas | Patobulinkite linijas tinkamomis akustinėmis sąlygomis | Vamzdžio savybės, burbuliukai, pilno vamzdžio sąlygos |
Elektromagnetinis matuoklis apskaičiuoja srautą pagal skysčio greitį magnetiniame lauke. Norint pranešti apie tūrį, nereikia tankio, tačiau tankis yra svarbus, jei augalas vėliau paverčia rezultatą į masę. Žrkaip magnetiniai skaitikliai matuoja srautąir turimaselektromagnetinio srauto matuoklio diapazonastinkamiems laidiems skysčiams.
Esamiems vandens ar suderinamiems proceso vamzdžiams, aprispaudžiamas ultragarsinis matuoklisgali išvengti linijos nukirpimo. Norint apskaičiuoti masę, jo tūrio rodmenims vis tiek reikia tinkamo tankio įvesties. Montavimo skirtumai aptariamiprispaudimas, palyginti su vidiniu ultragarsiniu matavimu.
Kas sukelia skysčio masės srauto matavimo klaidas?
Nulinis poslinkis esant mažam srautui
Coriolis nulinis reguliavimas nustato prietaiso nesrauto atskaitą. Skaitiklis turi būti pilnas, skystis stabilus ir faktinis srautas sustabdytas, laikantis gamintojo nurodymų. Neteisingas nulis gali sukurti beveik pastovų poslinkį, kuris tampa reikšmingas esant mažam srautui.
Pavyzdžiui, tarkime, kad sistema rodo 0,2 kg/h aukštį dėl poslinkio. Esant 100 kg/val., paklaida yra 0,2 %; esant 10 kg/val., jis tampa 2 proc. Tai neapibūdina konkretaus gamintojo tikslumo. Tai parodo, kodėl skaitiklis turi būti vertinamas žemiausiame reikalaujamame veikimo taške, o ne tik esant normaliam srautui.
Dujų burbuliukai ir vibracija
Įsinešusios dujos gali pakeisti Coriolis vamzdžių atsaką ir iškraipyti tankio arba masės srauto rodmenis. Rezultatai priklauso nuo burbulų pasiskirstymo, klampos, srauto režimo ir prietaiso signalo apdorojimo. Kai kuriuose modeliuose yra dviejų fazių srauto funkcijos; to negalima daryti kiekvienam modeliui.Emersono techninė balta knyga apie įsisavintas dujasišsamiai aprašomi taikymo apribojimai ir burbulo elgesio svarba.
Išorinė mechaninė vibracija, vamzdžių įtempimas ir prastas montavimas taip pat gali turėti įtakos Coriolis veikimui. Prieš keisdami signalo slopinimą arba bandydami reguliuoti nulį, patvirtinkite montavimo instrukcijas.
Skysčio savybių ir įrengimo neatitikimas
Šiluminių skysčių skaitiklių atveju netinkamas skysčio kalibravimas gali turėti įtakos rezultatams. Magnetinių skaitiklių atveju dėl nepakankamo laidumo arba nepilnai užpildyto vamzdžio gali būti sunku išmatuoti patikimą tūrį. Ultragarso sistemose netinkamas sienelės storis, blogas jutiklio sujungimas arba oro burbuliukai gali pabloginti signalą. Gedimas gali būti programoje, o ne siųstuvo elektronikoje.
Kaip pasirinkti tinkamą metodą
- Apibrėžkite reikiamą išvestį.Ar procesas kontroliuojamas kilogramais, litrais, koncentracija ar bendra partija? Venkite mokėti už tiesioginį masės matavimą, kai tūris jau atitinka pareigą.
- Apibūdinkite skystį.Įrašykite tankio diapazoną, klampumą, laidumą, temperatūrą, slėgį, kietąsias medžiagas ir numatomas įtrauktas dujas. Jei naudojate šiluminius prietaisus, nurodykite tikslų skystį ar mišinį, naudojamą kalibravimui.
- Nurodykite visą srauto diapazoną.Užtikrinkite minimalų, normalų ir maksimalų srautą, o ne tik vamzdžio skersmenį. Peržiūrėkite skaitiklio žemo srauto ribą, tikslumo pagrindą, slėgio nuostolius ir bet kokį nulinio stabilumo terminą. Thesrauto matavimo pasirinkimo vadovaspaaiškina, kaip šios eksploatavimo sąlygos turi įtakos dydžiui.
- Palyginkite įrengimo ir gyvavimo ciklo kainą.Coriolis įrengimas gali pateisinti didesnes pradines dozavimo pagal masę kainą. Tūrio matuoklio su patikimu tankio įvestimi gali pakakti pastovaus tankio technologiniam vandeniui. Įtraukite išjungimo reikalavimus, prieigą prie paslaugų ir kalibravimo išlaidas.
- Patvirtinkite matavimo grandinę.Jei PLC padaugina tūrio srautą iš tankio, patikrinkite vienetus, atnaujinimo greitį ir signalo mastelį. Vaidmuo asrauto siųstuvas ir jo išėjimaisvarbu perduodant vertes valdikliui.
Atlikto pasirinkimo pavyzdys: kintamo tankio mišinys
Apsvarstykite hipotetinį skysto maišymo procesą, kai pagal receptą vienai partijai reikia 2000 kg koncentrato. Kai sudedamosios dalys maišosi, kinta temperatūra ir sudėtis, todėl į tūrio matuoklį įvestas fiksuotas tankis gali nebeatvaizduoti skysčio. Coriolis matuoklis yra logiškas kandidatas, nes jis tiesiogiai sumuoja perduotą masę, jei jo srauto diapazonas, slėgio nuostoliai ir skysčio būklė yra priimtini.
Tūrinis matuoklis nėra automatiškai netinkamas. Jei yra patikimas linijinis tankio matavimas ir proceso valdymo sistema teisingai sujungia sinchronizuotas reikšmes, apskaičiuota masė gali atitikti atitinkamą tikslumo reikalavimą. Palyginkite abiejų įrenginių bendrą neapibrėžtį ir įrengimo išlaidas; nemanykite, kad brangesnis jutiklis visada duoda geresnį bendrą proceso rezultatą. Tai yra hipotetinės sąlygos, o ne pranešta apie kliento įdiegimą.
Kaip palyginti tikslumą ir patikrinti rezultatus
Visada patikrinkite, ar specifikacija nurodyta kaip skaitymo procentas, ar visa skalė. Hipotetiniam 1000 kg/h visos skalės prietaisui ±0,5 % visos skalės atitinka ±5 kg/h. Esant 100 kg/h veikimo greičiui, vien tai yra 5 % rodmens. Priešingai, ±0,5 % rodmens atitinka ±0,5 kg/h tame pačiame taške. Tikrosios specifikacijos gali pridėti nulinio stabilumo, pakartojamumo ar kitų terminų.
Kalibruojant reikia palyginti visą matavimo rezultatą su tinkama atskaita atitinkamuose srauto taškuose. Skysčio masės srautui gravimetriniais metodais nustatoma masė, surinkta per išmatuotą laiką.NIST aprašo skysčio gravimetrinio kalibravimo standartą, o FlowTskysčio srauto kalibravimo paaiškinimasapima klaidas, atsekamumą ir dokumentaciją. Gamyklos tikslumo skaičius nepakeičia įdiegto proceso patikrinimo.
Dažnai užduodami klausimai
Ar magnetinis srauto matuoklis gali parodyti masės srautą?
Jis gali pranešti apie apskaičiuotą masės srautą, kai siųstuvui arba valdymo sistemai pateikiama patikima tankio informacija. Pagrindinis jutiklis išlieka tūrio matuokliu.
Ar Coriolis visada tikslesnis už apskaičiuotą masės srautą?
Ne. Veikimas priklauso nuo konkrečių prietaisų, kalibravimo, proceso sąlygų ir tankio neapibrėžties. Palyginkite visišką neapibrėžtį tikromis veikimo sąlygomis, o ne vien matavimo principą.
Ar šiluminiai masės srauto matuokliai gali matuoti bet kokį skystį?
Ne. Yra specializuotų skysčių modelių, tačiau jų šiluminė reakcija priklauso nuo skysčio savybių ir kalibravimo. Patvirtinkite patvirtintų skysčių, veikimo diapazono ir sudrėkintų medžiagų suderinamumą.
Ar skysčio masės srauto matuokliams reikia tiesaus vamzdžio?
Reikalavimai skiriasi. Koriolio matuokliai paprastai mažiau priklauso nuo prieš srovę nukreipto greičio profilio nei daugelis tūrinių technologijų, tačiau vamzdyno įtempis ir mechaninė atrama vis tiek yra svarbūs. Laikykitės tikslaus modelio vadovo.
Išvada
Skysčio masės srautas gali būti matuojamas tiesiogiai naudojant Coriolis technologiją, nustatomas pagal kalibruotą skysčio šiluminį atsaką arba apskaičiuojamas pagal išmatuotą tūrį ir tankį. Tinkamas metodas yra tas, kuris atitinka proceso reikalavimus visame faktiniame srauto ir skysčio savybių diapazone.
FlowT suteikia pramoninių elektromagnetinių ir ultragarsinių matavimų galimybes; jie neturėtų būti pateikiami kaip tiesioginiai Coriolis skysčio masės matuokliai. Norėdami įvertinti projektą,atsiųskite FlowT komandai savo skysčio, vamzdžių ir matavimo reikalavimusir patvirtinkite, ar tūrio matavimas konvertuojant tankį yra tinkamas.
