Eristamine on oluline doseerimis-, segamis- või toote teisaldamise seadmete määramisel. Tehniliselt õige mahunäit võib ikkagi anda vale kogumassi, kui arvutuses kasutatud tihedus on vale.
Mis vahe on massivoolul ja mahuvoolul?
Massi voolukiiruskirjeldab materjali kogust ajaühiku kohta.Mahuline voolukiiruskirjeldab hõivatud ruumi ajaühiku kohta, tavaliselt m³/h või L/min. Ühefaasilise vedeliku puhul on seos massivoolu=tiheduse × mahuvooluga samadel töötingimustel.
Coriolise arvestiga saab mõõta massivoolu ilma eraldi eeldatavat protsessitihedust andmata. Seevastu enamik magnet- ja transiidiaja ultrahelimõõtureid mõõdavad mahuvoolu. Lugege läbimassivoolu ja ruumala voolu võrdlusühe suuruse valimisega teisele.
Kuidas Coriolise vedeliku massivoolumõõturid töötavad
Vibratsioon ja faasinihe
Coriolise andur sisaldab ühte või mitut toru, mida juhitakse kontrollitud sagedusel vibreerima. Kui vedelik on paigal, tuvastavad kogumisandurid võrdlusvibratsioonimustri. Voolu korral põhjustab liikuv vedelik väikese keerdumisreaktsiooni, mistõttu sisse- ja väljalaskeava lähedal asuvad punktid ei liigu enam täpselt samal ajal.
Saatja mõõdab seda faasi või ajastuse erinevust ja kasutab massivoolu arvutamiseks instrumendi kalibreerimist. See on liikuva massi mehaanilise mõju mõõtmine, mitte kiiruse mõõtmine ja hinnangulise tihedusega korrutamine.Endress+Hauseri selgitus Coriolise printsiibistillustreerib toru käitumist. FlowT pakub eraldiCoriolise tööpõhimõtte artikkellugejatele, kes vajavad rohkem üksikasju.
Tihedus, temperatuur ja maht
Paljud Coriolise instrumendid arvutavad tihedust ka toru resonantssageduse järgi: toru sees olev vedeliku efektiivne mass mõjutab selle vibratsiooni. Temperatuuriandur aitab kompenseerida muutusi toru jäikuses. Seejärel saab saatja tuletada mahuvoolu mõõdetud massivoolu ja tiheduse põhjal. See, kas need muutujad on väljundina saadaval, sõltub mudelist.
Massi otsemõõtmine on kasulik, kui retseptis või materjalibilansis on määratud pigem kilogrammid kui liitrid. Selle puudused võivad hõlmata ostukulusid, instrumendi kaalu, rõhukadu ja tundlikkust teatud vibratsiooni või gaasi kaasahaaramise tingimuste suhtes. Neid kompromisse uuritakse FlowT-sCoriolise eelised ja piirangudarutelu.
Kuidas soojusmassivoolumõõturid vedelikke mõõdavad
Spetsiaalsed termovedeliku andurid mõõdavad, kuidas voolav vedelik soojust transpordib. Sõltuvalt konstruktsioonist hoiab elektroonika temperatuuride erinevust või jälgib, kuidas pealesurutud soojussisend temperatuurijaotust muudab. Anduri signaal on seotud massivooluga ettenähtud vedeliku jaoks välja töötatud kalibreerimise kaudu.
See meetod on eriti asjakohane valitud väikese vooluga doseerimis- ja laborisüsteemide puhul. Soojusomadused, sealhulgas soojusmahtuvus ja soojusjuhtivus, mõjutavad reaktsiooni. Seetõttu võib teise vedeliku asendamine kalibreerimist arvestamata anda vale tulemuse.Bronkhorst selgitab vedeliku soojusanduritja ühiste toimimisviiside eristamist.
Ärge käsitlege gaasi soojusmassimõõtjat vedelikumõõturina.Näiteks FlowTtermilise massivoolu tootekategooriakäsitleb peamiselt gaasiteenuste rakendusi. Vedelikuks kasutamiseks on vaja mudelit, mis on spetsiaalselt vedelike jaoks kavandatud ja ette nähtud, sobivate niisutatud materjalide ja kalibreerimisega.
Kuidas arvutada vedeliku massivoolukiirust
Kui massivool tuletatakse mahumõõturilt, kasutage:
Massivool (kg/h)=tihedus (kg/m³) × mahuvool (m³/h)
Oletame, et liin kannab 5 m³/h vedelikku ja selle tegelik tihedus töötingimustes on 950 kg/m³. Õige massivool on 4750 kg/h. Kui kontroller eeldab selle asemel 1000 kg/m³, teatab see 5000 kg/h kuni 250 kg/h liiga kõrgeks ehk ligikaudu 5,3% õigest väärtusest.
See on illustreeriv arvutus, mitte mõõdetud taime tulemus. See näitab, miks nii mõõtmised kui ka nende ühikud peavad viitama ühilduvatele tingimustele. Erineva tiheduse korral jääb hetkesuhe kehtima, kuid kogumass tuleks koguda järjestikuste mõõtmiste põhjal, mitte arvutada ühe tiheduse eelduse põhjal.
Otsene massi mõõtmine vs mahupõhised meetodid
| Tehnoloogia | Mõõdetud kogus | Millal seda kaaluda | Kriitiline piirang |
|---|---|---|---|
| Coriolis | Otsene mass; sageli tihedus | Massipõhine partii, erineva tihedusega | Kulud, rõhukadu, gaasi- ja mehaanilised tingimused |
| Spetsiaalne vedel termiline | Kalibreeritud soojusülekande reaktsioon, mis annab massivoolu | Sobivad madalad vedelikuvoolud | Vedelikule omased termilised omadused ja kalibreerimine |
| Elektromagnetiline | Mahuline vool | Juhtiv vedelik, piisav maht või usaldusväärne tihedus | Nõuab piisavat juhtivust ja täistoru |
| Kinnitatav ultraheli | Tavaliselt mahuline vool | Sobivate akustiliste tingimustega liinide moderniseerimine | Toru omadused, mullid, täistoru tingimused |
Elektromagnetiline arvesti arvutab voolu vedeliku kiiruse põhjal magnetväljas. Mahu teatamiseks pole vaja tihedust, kuid tihedus loeb, kui taim teisendab tulemuse hiljem massiks. Vaatakuidas magnetmõõturid mõõdavad vooluja saadaolevadelektromagnetilise voolumõõturi vahemiksobivate juhtivate vedelike rakenduste jaoks.
Olemasolevate vee- või ühilduvate protsessitorude puhul aklambriga kinnitatav ultrahelimõõturvõib vältida liini lõikamist. Selle mahu näit vajab massi arvutamiseks endiselt kehtivat tiheduse sisendit. Paigaldamise erinevusi käsitletakse artiklisklammerdamine versus sisemine ultrahelimõõtmine.
Mis põhjustab vedeliku massivoolu mõõtmise vigu?
Nullnihe madala vooluhulga juures
Coriolise nulli reguleerimine määrab instrumendi vooluvaba viiteväärtuse. Arvesti peaks olema täis, vedelik stabiilne ja tegelik vool peaks olema peatatud, järgides tootja protseduuri. Vale null võib tekitada peaaegu konstantse nihke, mis muutub väikese voolu korral oluliseks.
Näiteks oletame, et süsteem on nihke tõttu 0,2 kg/h kõrge. 100 kg/h juures on viga 0,2%; kiirusel 10 kg/h muutub see 2%. See ei kirjelda konkreetse tootja täpsust. See näitab, miks arvestit tuleb hinnata selle madalaimas nõutavas tööpunktis, mitte ainult normaalse voolu korral.
Gaasimullid ja vibratsioon
Kaasatud gaas võib muuta Coriolise torude reaktsiooni ja moonutada tiheduse või massivoolu näitu. Tulemused sõltuvad mullide jaotusest, viskoossusest, voolurežiimist ja instrumendi signaalitöötlusest. Mõned mudelid sisaldavad kahefaasilisi voolufunktsioone; neid ei saa iga mudeli puhul eeldada.Emersoni tehniline valge raamat kaasahaaratud gaasi kohtakirjeldab üksikasjalikult rakenduse piiranguid ja mulli käitumise tähtsust.
Väline mehaaniline vibratsioon, toru pinge ja halb kinnitus võivad samuti mõjutada Coriolise jõudlust. Kinnitage paigaldusjuhised enne signaali summutuse muutmist või nullreguleerimise katset.
Vedeliku omaduste ja paigalduse mittevastavus
Termiliste vedelikuarvestite puhul võib vedeliku vale kalibreerimine tulemusi mõjutada. Magnetmõõturite puhul võib ebapiisav juhtivus või mittetäielikult täidetud toru takistada usaldusväärset mahumõõtmist. Ultrahelisüsteemide puhul võib vale seinapaksus, halb anduri ühendus või õhumullid signaali halvendada. Viga võib olla pigem rakenduses kui saatja elektroonikas.
Kuidas valida õige meetod
- Määratlege vajalik väljund.Kas protsessi juhitakse kilogrammides, liitrites, kontsentratsioonides või partiides? Vältige otsese massimõõtmise eest tasumist, kui maht juba vastab kohustusele.
- Iseloomustage vedelikku.Registreerige tihedusvahemik, viskoossus, juhtivus, temperatuur, rõhk, tahked ained ja eeldatav kaasavõetud gaas. Termoinstrumentide puhul määrake kindlaks kalibreerimiseks kasutatav täpne vedelik või segu.
- Määrake kogu vooluvahemik.Tagage minimaalne, normaalne ja maksimaalne vooluhulk, mitte ainult toru läbimõõt. Vaadake üle arvesti madala vooluhulga piirväärtus, täpsuse alus, rõhukadu ja kõik nullstabiilsuse terminid. Thevoolumõõtmise valiku juhendselgitab, kuidas need töötingimused mõjutavad suurust.
- Võrrelge paigaldus- ja elutsükli maksumust.Coriolise paigaldus võib õigustada massipõhise doseerimise suuremaid algkulusid. Usaldusväärse tiheduse sisendiga mahumõõtur võib olla piisav püsiva tihedusega protsessivee jaoks. Lisage sulgemisnõuded, juurdepääs teenusele ja kalibreerimiskulud.
- Kinnitage mõõtmisahel.Kui PLC korrutab mahuvoolu tihedusega, kontrollige ühikuid, värskenduskiirust ja signaali skaleerimist. Roll avooluandur ja selle väljundidon väärtuste kontrollerile edastamisel oluline.
Töödeldud valiku näide: muutuva tihedusega segu
Kaaluge hüpoteetilist vedeliku segamise protsessi, kus retsepti järgi on vaja 2000 kg kontsentraati partii kohta. Koostisosade segunemisel temperatuur ja koostis muutuvad, mistõttu mahumõõturisse sisestatud fikseeritud tihedus ei pruugi enam esindada vedelikku. Coriolise arvesti on loogiline kandidaat, kuna see summeerib otse ülekantud massi, tingimusel et selle vooluvahemik, rõhukadu ja vedeliku seisund on vastuvõetavad.
Mahumõõtur ei ole automaatselt sobimatu. Kui on olemas töökindel sisemine tiheduse mõõtmine ja protsessijuhtimissüsteem kombineerib sünkroniseeritud väärtused õigesti, võib arvutatud mass vastata asjakohasele täpsusnõudele. Võrrelge mõlema korralduse kogumääramatust ja paigalduskulusid; ärge eeldage, et kallim andur annab alati parema protsessi tulemuse. Need on hüpoteetilised tingimused, mitte kliendi teatatud paigaldus.
Kuidas võrrelda täpsust ja kontrollida tulemusi
Kontrollige alati, kas spetsifikatsioon on esitatud näidu protsendina või täisskaalana. Hüpoteetilise 1000 kg/h täisskaala mõõtevahendi puhul vastab ±0,5% täisskaala väärtusest ±5 kg/h. Töökiirusel 100 kg/h on see üksi 5% näidust. Seevastu ±0,5% näidust vastab ±0,5 kg/h samas punktis. Tegelikud spetsifikatsioonid võivad lisada nullstabiilsuse, korratavuse või muid termineid.
Kalibreerimine peaks võrdlema täielikku mõõtmistulemust sobiva võrdlusalusega asjakohastes voolupunktides. Vedeliku massivoolu korral määravad gravimeetrilised meetodid mõõdetud aja jooksul kogutud massi.NIST kirjeldab vedeliku gravimeetrilist kalibreerimisstandardit, samas kui FlowT'svedelikuvoolu kalibreerimise selgitushõlmab viga, jälgitavust ja dokumentatsiooni. Tehase täpsuse arv ei asenda installitud protsessi kontrollimist.
Korduma kippuvad küsimused
Kas magnetiline voolumõõtur võib näidata massivoolu?
See võib edastada arvutatud massivoolu, kui saatjale või juhtimissüsteemile edastatakse usaldusväärne tihedus. Esmane andur jääb mahumõõturiks.
Kas Coriolis on alati täpsem kui arvutatud massivool?
Ei. Jõudlus sõltub konkreetsetest instrumentidest, kalibreerimisest, protsessi tingimustest ja tiheduse määramatusest. Võrrelge täielikku mõõtemääramatust tegelikes töötingimustes, mitte ainult mõõtmise põhimõttel.
Kas soojusmassivoolumõõturid saavad mõõta mis tahes vedelikku?
Ei. Spetsiaalsed vedelikumudelid on olemas, kuid nende termiline reaktsioon sõltub vedeliku omadustest ja kalibreerimisest. Kinnitage heakskiidetud vedelike, tööpiirkonna ja märgade materjalide ühilduvust.
Kas vedeliku massivoolumõõturid vajavad sirget toru?
Nõuded erinevad. Coriolise arvestid sõltuvad üldiselt vähem ülesvoolu kiirusprofiilist kui paljud mahulised tehnoloogiad, kuid torustiku pinge ja mehaaniline tugi on siiski olulised. Järgige täpselt mudeli kasutusjuhendit.
Järeldus
Vedeliku massivoolu saab mõõta otse Coriolise tehnoloogia abil, järeldada kalibreeritud vedeliku termilise reaktsiooni kaudu või arvutada mõõdetud mahu ja tiheduse põhjal. Õige lähenemisviis on see, mis vastab protsessi nõuetele kogu selle tegeliku voolu ja vedeliku omaduste vahemikus.
FlowT pakub tööstuslikke elektromagnetilisi ja ultrahelimõõtmisvõimalusi; neid ei tohiks esitada otseste Coriolise vedeliku massimõõtjatena. Projekti hindamisekssaatke FlowT meeskonnale oma vedeliku-, toru- ja mõõtmisnõudedja kinnitage, kas mahu mõõtmine tiheduse teisendamisega on asjakohane.
