Teknologi Meter Aliran Koriolis

Apa Itu Meter Koriolis ?

Efek Koriolis adalah fenomena alam yang menyebabkan benda-benda tampak "melengkung" saat bergerak melintasi permukaan bumi. Meter aliran Koriolis, juga disebut meter Koriolis, adalah meter aliran massa yang memanfaatkan Efek Koriolis untuk secara langsung mengukur laju aliran massa suatu proses.

Dibandingkan dengan teknologi meter aliran lainnya, meter aliran Koriolis relatif baru, tidak menemukan penggunaan luas dalam aplikasi industri sampai tahun 1980-an. Meter Koriolis modern tersedia dalam sejumlah desain yang berbeda, dengan sebagian besar konfigurasi terdiri dari satu atau dua tabung aliran berbentuk-U dengan inlet di satu sisi dan outlet di sisi lainnya. Tabung ini ditutup dalam rumah sensor yang terhubung ke unit elektronik.

Coriolis Flow Meters

Variasi yang lebih baru dari desain meter Koriolis "standar" meliputi tabung tunggal loop ganda dan tabung lurus yang dimaksudkan untuk digunakan dengan cairan kotor dan / atau abrasif yang dapat menyumbat tabung berbentuk-U.

Bagaimana Cara Kerja Meter Aliran Koriolis ?

Meter Koriolis SmartMeasurement secara artifisial memperkenalkan akselerasi Koriolis positif dan negatif ke dalam proses pengukuran. Seperti diilustrasikan dalam diagram di atas, media fluida dibelah dan dialihkan melalui dua tabung melengkung. Gaya eksitasi osilasi diterapkan ke tabung melalui tranduser kecepatan miniatur atau kumparan listrik, menyebabkan getaran yang diukur oleh sensor magnetik. Meter aliran Koriolis bergetar pada amplitudo yang sangat kecil, biasanya kurang dari 0,1” (2,5 mm). Frekuensi ini mendekati frekuensi alami perangkat, yang biasanya sekitar 80 Hz.

Ketika tidak ada aliran, tabung bergetar dan output gelombang sinus dari masing-masing transduser efek hall berada dalam fase. Ketika aliran dimulai, fluida yang mengalir melalui tabung menginduksi rotasi atau putaran ke tabung karena percepatan Efek Koriolis, yang beroperasi dalam arah yang berlawanan di kedua sisi gaya yang diberikan.

Misalnya, ketika tabung meter aliran bergerak ke atas selama paruh pertama siklus, fluida yang mengalir ke meter menolak dipaksa naik dan menekan tabung. Sebaliknya, cairan yang mengalir keluar dari meteran menolak gerakan vertikalnya menurun dengan mendorong tabung. Tindakan ini menyebabkan tabung meter aliran berputar. Saat bergerak ke bawah selama paruh kedua siklus getaran, tabung berputar ke arah yang berlawanan. Pelintiran ini menghasilkan perbedaan fase (jeda waktu) antara sisi saluran masuk dan saluran keluar, dan perbedaan fase ini secara langsung dipengaruhi oleh massa yang melewati tabung.

Lihat di bawah untuk informasi tambahan tentang cara kerja meter aliran cair ini.

Keuntungan Menggunakan Meter Koriolis

Salah satu manfaat utama meter aliran Koriolis adalah kemampuan mereka untuk melakukan beberapa pengukuran. Selain mengukur aliran massa secara langsung, meter Koriolis juga mengukur kerapatan proses dengan memantau durasi getaran tabung dan mengkarakterisasi sebagai kerapatan. Pemroses sinyal digital canggih memungkinkan pemancar meter Koriolis untuk menghitung konsentrasi dua campuran komponen dan volume bersih.

Keuntungan lain dari meter Koriolis adalah kemampuannya untuk mengukur laju aliran massa secara langsung, yang menghilangkan kebutuhan untuk mengkompensasi perubahan suhu, viskositas, dan kondisi tekanan.

Manfaat tambahan termasuk:

Akurasi yang lebih baik daripada kebanyakan teknologi meter aliran lainnya
Dapat digunakan dalam berbagai kondisi aliran cairan
Mampu mengukur aliran cairan panas (mis. Sulfur cair) dan dingin (mis. Nitrogen cair)
Penurunan tekanan rendah
Cocok untuk aliran dua arah

Permintaan penawaran pada meter aliran Koriolis untuk aplikasi Anda, atau hubungi SmartMeasurement untuk mempelajari lebih lanjut.

Spesifikasi Umum

Spesifikasi umum untuk meter aliran Koriolis yang tersedia secara komersial adalah sebagai berikut:

Coriolis Flow Meter Specifications

Misalkan fluida mengalir ke tabung berbentuk U meter Koriolis dengan kecepatan V dan tabung bergetar pada kecepatan sudut Ω. Pertimbangkan bagian kecil dari cairan yang ada di sisi saluran masuk, jauh dari titik kelenturan pada jarak r. 

Prinsip Operasi Meter Koriolis

Operating Principles Of Coriolis Meters

 

Operating Principles Of Coriolis Meters

 

Perhatikan bahwa amplitudo getaran dan pelintiran sangat kecil dibandingkan dengan ukuran tabung berbentuk-U. Grafik di atas sengaja dibuat berlebihan untuk tujuan ilustrasi.

 

Efek Koriolis pada bagian cairan kecil ∂ m adalah

The Coriolis Effect on the small fluid section

Selama siklus, tabung memberikan gaya penahan ke atas untuk fluida, atau fluida mendorong tabung ke bawah. Di sisi outlet, gaya Koriolis bertindak dalam arah yang berlawanan.

Untuk menyederhanakan masalah, kita asumsikan bahwa tabung memiliki bentuk "U" yang sempurna, dengan luas penampang A. Panjang dan lebar masing-masing adalah l dan d. Efek Koriolis, yang bertindak berlawanan arah pada sisi saluran masuk dan keluar, menghasilkan momen puntir, atau Tc.
 

The coriolis effect results in a twisting moment

Faktor K dapat diperkenalkan untuk mengkompensasi bentuk "U" yang lebih umum, di mana Qm = ρAV adalah laju aliran massa.

Qm = ρAV is the mass flow rate

Persamaan yang mengatur putaran ini adalah

Coriolis Effect

Di mana Iu adalah inersia dari tabung berbentuk-U, Cu adalah koefisien redaman, Ku adalah kekakuan, θ adalah sudut twist, dan t adalah waktu.

Mengetahui bahwa meter aliran Koriolis bergetar berbentuk-U untuk menghasilkan rotasi, kecepatan sudut nyata Ω adalah fungsi frekuensi bergetar ω.

Coriolis flow meters vibrate the U-shaped to generate rotation

Dengan asumsi bahwa istilah redaman Cu diabaikan, persamaan memutar menjadi

Coriolis Effect

Solusi khusus (solusi kondisi stabil) dari sudut putar adalah

Coriolis Effect

A snapshot of flow tube inside Coriolis flowmeter

Selanjutnya, kecepatan sudut belok tabung berbentuk U adalah Ωl, dan perpindahan antara dua sudut ini adalah θ d/2. Oleh karena itu, jeda waktu Ƭ antara kedua sudut adalah

Coriolis Effect

Dengan mengukur jeda waktu Ƭ, laju aliran massa dapat diperoleh

Coriolis Effect

Dalam analisis getaran, adalah kebiasaan untuk menggunakan frekuensi alami sebagai dasar dan menormalkan istilah frekuensi yang menentangnya. Frekuensi alami dari sistem tabung berbentuk U adalah

Coriolis Effect

Catat bahwa Iu termasuk massa dari fluida di tabung.

Laju aliran massa kemudian menjadi

Coriolis Effect