E+H恩德斯豪斯科里奧利質量流量計Proline Promass A100工作原理
科里奧利質量流量計的工作原理基于科里奧利效應(Coriolis Effect),通過測量流體在振動管道中流動時產生的科里奧利力,直接推算出流體的質量流量。
物理基礎:科里奧利效應
科里奧利效應是旋轉參考系中運動物體所受的慣性力,其方向垂直于物體運動方向和旋轉軸。在流量計中,這一效應通過振動管道的扭曲變形體現:
旋轉參考系類比:振動管道的振動可視為一種“簡諧旋轉",流體流動時相當于在旋轉系統中運動,從而產生科里奧利力。
力與變形關系:科里奧利力導致振動管道發生扭曲,扭曲程度與流體質量流量成正比。
工作過程:從振動到流量計算
1. 管道振動:建立測量基準
驅動系統:通過電磁驅動線圈激勵測量管(如U型、直管或微彎管)以其固有頻率(通常80-150Hz)振動。
振動模式:管道兩端做相向振動(即反向運動),形成穩定的振動系統,為后續科里奧利力的測量提供基準。
2. 科里奧利力生成:流體流動引發管道扭曲
流體運動:當流體流經振動管道時,入口段流體隨管道向上振動,出口段流體隨管道向下振動。
方向差異:由于流體流動方向與管道振動方向存在夾角,入口段和出口段流體的運動方向相反,產生垂直于流動方向的科里奧利力。
管道扭曲:科里奧利力導致管道發生扭曲變形,扭曲程度隨質量流量增大而增加。
3. 相位差檢測: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,實時檢測管道振動信號。
質量流量計
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
相位差計算:通過比較兩端傳感器信號的時間差,量化管道扭曲程度。相位差與質量流量成正比。
4. 信號處理與輸出:多參數同步測量
變送器功能:接收傳感器信號,通過以下算法計算關鍵參數:
質量流量:基于相位差ΔT,結合管道物理參數(如剛度、長度)推算。
密度測量:利用振動管固有頻率與流體密度的關系,同步輸出密度值(頻率變化 ∝ 密度變化)。
溫度補償:內置溫度傳感器,修正溫度對管道剛度和流體密度的影響,確保測量精度。
輸出接口:支持4-20mA、RS485、HART等協議,可與DCS、PLC等控制系統無縫集成。
應用場景:高精度計量與過程控制
石油與天然氣:原油、成品油、LNG貿易結算計量,誤差率較容積式流量計降低80%。
化工與制藥:反應釜進料控制、高純度介質計量,滿足GMP(藥品生產質量管理規范)要求。
食品與飲料:牛奶、果汁、啤酒等液態食品計量,糖漿、食用油高粘度原料精準添加。
能源與環保:氫能源、生物燃料流量測量,污水處理藥劑添加控制。
E+H恩德斯豪斯科里奧利質量流量計Proline Promass A100工作原理