مقياس تدفق الكتلة بتأثير كوريوليس: قياس عالي الدقة للسوائل الصناعية

مقدمة

تدفق الكتلة بتأثير كوريوليسأمتارنكونأجهزة متطورة مصممة لقياس تدفق الكتلة بدقة في خطوط الأنابيب، معتمدةً على تأثير كوريوليس لتقديم نتائج دقيقة للسوائل والغازات والرواسب. بخلاف أجهزة القياس الحجمية التقليدية، تُقيّم هذه الأجهزة تدفق الكتلة والكثافة ودرجة الحرارة مباشرةً، مما يجعلها مستقلةً عن خصائص الموائع كاللزوجة أو تغيرات الضغط.

تتميز هذه العدادات بأنابيب اهتزازية تكتشف الانحرافات الطفيفة الناتجة عن الوسائط المتدفقة، مما يوفر موثوقية عالية مع الحد الأدنى من الصيانة. تُستخدم عدادات تدفق كوريوليس بشكل شائع في البيئات الصناعية، وتدعم نطاقًا واسعًا من معدلات التدفق وأحجام الخطوط، مما يضمن أداءً ثابتًا في الظروف الصعبة. دقتها تجعلها الخيار الأمثل للعمليات التي تتطلب بيانات دقيقة.

نظرية العمل

ينبع مبدأ عمل مقياس تدفق كوريوليس من ظاهرة كوريوليس. في هذه الظاهرة، تتعرض كتلة متحركة في إطار دوار لقوة ظاهرة، مما يؤدي إلى انحرافها. في المقياس، تُطبق هذه القوة من خلال أنبوب واحد أو أكثر، غالبًا ما يكون على شكل حرف U أو مستقيمًا، يهتز بتردد رنينه الطبيعي باستخدام نظام دفع كهرومغناطيسي. عند عدم تدفق أي سائل، تتذبذب الأنابيب بشكل متزامن. عندما يدخل السائل وينقسم بالتساوي عبر الأنابيب، يتسارع نحو نقطة ذروة الاهتزاز ويتباطأ بعيدًا عنها، مما يُولّد قوى كوريوليس معاكسة تُسبب التواء الأنابيب.

تكتشف المستشعرات الموضوعة عند المدخل والمخرج هذا الالتواء كإزاحة طورية أو تأخير زمني (دلتا-تي) بين إشارات الاهتزاز. يتناسب هذا الإزاحة الطورية طرديًا مع معدل تدفق الكتلة، مما يسمح بحساب دقيق دون تأثير عوامل خارجية مثل تغيرات درجة الحرارة أو الكثافة. بالإضافة إلى ذلك، يتغير تردد الرنين للأنابيب بتغير كثافة السائل، مما يتيح قياس الكثافة في وقت واحد؛ فكلما انخفض التردد، زادت الكثافة. يمكن بعد ذلك حساب التدفق الحجمي بقسمة تدفق الكتلة على الكثافة.

تراقب مستشعرات درجة الحرارة المدمجة التمدد الحراري لمادة الأنبوب، مما يضمن الدقة في جميع الظروف. يقلل التصميم من الأجزاء المتحركة، مما يقلل التآكل ويدعم التدفقات متعددة المراحل. بشكل عام، يوفر هذا النهج متعدد المتغيرات بيانات شاملة، مما يجعل عدادات كوريوليس مناسبة للتطبيقات منخفضة الدقة وعالية الحجم، مع توفر المخرجات عبر بروتوكولات رقمية مثل HART أو Modbus.

مواصفة

التطبيقات

النفط والغاز:

• نقل الحراسة: الفواتير وقياس المعاملات بدقة عالية.
• مراقبة خطوط الأنابيب: تتبع معدلات التدفق وكثافة السوائل في الوقت الفعلي.

المعالجة الكيميائية:

• تجميع السوائل المسببة للتآكل: قياس المواد الكيميائية بدقة دون مشاكل التآكل.
• تحديد جرعات المكونات/خلطها: التحكم الدقيق في تركيبة الخلطات والتفاعلات.

المأكولات والمشروبات:

• قياس المكونات: قياس دقيق للمكونات السائلة واللزجة.
• مراقبة الجودة: مراقبة الكثافة للتأكد من تناسق المنتج.

المستحضرات الصيدلانية:

• التعامل الدقيق مع السوائل: القياس الدقيق للسوائل الحرجة ذات القيمة العالية.
• الجرعات/الصياغة: ضمان الاتساق الصارم للدفعة والامتثال التنظيمي.

معالجة المياه:

• التحكم في التدفق: قياس موثوق به لإضافة المواد الكيميائية وإدارة التدفق العام.

الطاقة النظيفة والتصنيع:

• اختبار خلايا الوقود: القياس الدقيق في البحث والتطوير.
• ضبط الألوان: التحكم الدقيق في عمليات الإنتاج.
• عمليات الطلاء: تستخدم في تصنيع البطاريات والألواح الشمسية.