Кориолисовы расходомеры

Кориолисовы расходомеры позволяют измерять массовый расход жидкостей или газов с большой точностью. Измерение расхода производится за счёт эффекта возникновения силы Кориолиса, возникающей при криволинейном движении жидкости или газа.

Рассмотрим течение жидкости в горизонтальной трубе (рис. 5.17). Если горизонтально расположенную трубу, через которую протекает жидкость, жёстко закрепить с одного конца, а другой конец заставить вибрировать с постоянной круговой скоростью со, относительно неподвижной точки 0, то на стенку трубы будет действовать сила Кориолиса, которая будет зависеть от массового расхода жидкости.

Частица жидкости массой т, находящаяся на расстоянии r от точки 0, движется с линейной скоростью v и с угловой скоростью w. Ускорение а частицы жидкости складывается из двухсоставляющих: Центростремительного а_ц направленного к точке О, и кориолисова, а_к направленного перпендикулярно к стенке трубопровода:

Q_v =¦_k/(2wx)

Измеряя значение силы Кориолиса жидкости в вибрирующей трубе, можно определить массовый расход. Кориолисовы расходомеры могут измерять массовый расход, как в прямом, так и в обратном направлении течения жидкости.

В большинстве конструкций вибрирующий участок трубы закреплён в двух точках и ей сообщается колебательное движение между этими двумя точками.

Частоту колебаний выбирают равной частоте резонанса, так как при этом тратится минимум энергии для возбуждения колебаний трубы.

Трубка может быть изогнутой или прямой (рис. 5.18). Когда расходомер состоит из двух параллельных трубок, поток разделяется на два потока на входе и соединяется в один на выходе. При использовании одной трубки (или соединённых последовательно двух трубок) поток в расходомере не разделяется. Трубки заставляет вибрировать электромагнитный привод, который состоит из катушки, соединенной с одной трубкой, и магнита, соединенного с другой трубкой. На катушку подаётся переменный ток который заставляет магнит периодически притягивать или отталкивать вторую трубку.

Электромагнитные датчики определяют положение, скорость или ускорение трубок. Когда поток отсутствует (св расходомере с двумя трубками), различия в показаниях двух датчиков в точках B1 и В2 отсутствуют. Если есть поток жидкости и привод создает вибрацию трубок, то силы Кориолиса изгибают трубки, что проявляется в небольшой разнице фаз движений трубок Это обнаруживается датчиками в точках В1 и В2.

При одновременной регистрации сигналов точках В1 и В2 происходит смещение сигналов по фазена величину, которая пряма пропорциональна массовому расходу.Резонансная частота двухтрубной конструкции зависит от массы всей конструкции (массы трубок и массы жидкости внутри трубок).

Плотность жидкости. Определяют, измеряя резонансную частоту колебаний трубок.

Расходомер позволяет определить:

· Массовый расход

· Плотность

· Объемный расход

· Температуру

Дата добавления: 2013-12-13