Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Кориолисов расходомер

Кориолисов расходомер

Кориолисовы расходомеры — приборы, использующие эффект Кориолиса для измерения массового расхода жидкостей, газов. Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Поток с определенной массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется колебаниям расходомерных трубок. Наглядно это сопротивление чувствуется, когда гибкий шланг извивается под напором прокачиваемой через него воды.

Содержание

Устройство [ править | править код ]

Преимущества измерения кориолисовым расходомером:

  • высокая точность измерений параметров;
  • работают вне зависимости от направления потока;
  • не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера;
  • надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды (только если расходомер установлен на резиновые подставки-прокладки);
  • длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей;
  • измеряют расход сред с высокой вязкостью;

Также данные устройства используются для измерения расхода СУГ.

Измерение разности фаз и частоты [ править | править код ]

За последние 20 лет интерес к массовым кориолисовым расходомерам значительно увеличился [1]. Массовый расход получают в массовом кориолисовом расходомере путем измерения разности фаз сигналов с двух датчиков, плотность жидкости можно связать с частотой сигналов [2]. Поэтому частоту сигнала и разность фаз сигналов с массового кориолисового расходомера необходимо отслеживать с высокой точностью и с минимальной задержкой. В условиях двухфазного (жидкого / газового) потока все параметры сигнала (амплитуда, частота и фаза) подвержены большим и быстрым изменениям, и способность алгоритмов отслеживания следить за этими изменениями с высокой точностью и минимальной задержкой становится все более важной задачей.

Преобразование Фурье является одним из самых изученных, универсальных и эффективных методов исследования сигналов [3,4]. Это определяет его непрерывное совершенствование и появление методов, тесно связанных с ним, но превосходящим по некоторым характеристикам. Например, используя преобразование Гильберта [5] легко реализовать амплитудную и фазовую демодуляцию несущей, а PRISM [6] позволяет эффективно работать со случайными сигналами, представленными суммой затухающих комплексных экспонент.

Перечисленные выше преобразования можно отнести к непараметрическим методам [3], имеющим принципиальное ограничение на разрешение частот, связанное со временем наблюдения соотношением неопределенности:          где  и   – необходимое разрешение по частоте и время наблюдения необходимое для его обеспечения, соответственно. Это соотношение накладывает жесткие требования на длительность наблюдаемого участка при требованиях повышенного разрешения, что в свою очередь ухудшает динамические характеристики алгоритмов обработки и затрудняет работу с нестационарными сигналами.

Преобразование Гильберта-Хуанга [7] расширяет возможность работы с нестационарными нелинейными сигналами, однако, к настоящему времени, оно основано больше на эмпирических выводах, что затрудняет выработку рекомендаций по его конкретному применению.

Одним из способов преодолеть соотношение неопределенности является переход к параметрическим методам обработки сигналов, в которых предполагается, что сигнал состоит из суммы парциальных сигналов известной формы (обычно ортогональных по времени или частоте), а неизвестны только некоторые параметры сигнала. Например, если в качестве парциального сигнала используется комплексная синусоида, то параметрами являются комплексная амплитуда, частота каждой компоненты. Исходя из принципов решения систем независимых уравнений, это дает возможность снизить число отсчетов сигнала до числа неизвестных параметров, что может быть на порядки меньше числа отсчетов необходимых для использования в преобразовании Фурье с теми же характеристиками по разрешению.

Пожалуй, самыми известными методами этого класса являются алгоритмы, основанные на регрессионных процессах и процессах скользящего среднего [3]. Тем не менее, если сигнал можно представить в виде линейной комбинации экспоненциальных функций , достаточно широко используется метод Прони, предложенный еще в конце 18 века [8]. Основной недостаток этого метода – необходимость точного знания числа экспоненциальных компонент, входящих в сигнал и достаточно сильная чувствительность к аддитивным шумам [9]. Стремление преодолеть эти недостатки привели, к появлению одного их самых эффективных методов спектрального анализа – метода матричных пучков (ММП) [10, 11 [1] ]. При этом число экспоненциальных компонент  определяется в ходе работы метода. Кроме того, как показывают исследования, ММП обладает существенно большей устойчивость к аддитивным шумам, чем метод Прони, и приближается по этому параметру к оценке Рао-Крамера [12].

Читайте так же:
Не видимый счетчик для joomla

В работе [13] рассматриваются методы обработки токовых сигналов с кориолисового расходомера для отслеживания амплитуды, частоты и разности фаз и анализируются их характеристики при моделировании условий двухфазного потока. Эти методы включают в себя преобразование Фурье, цифровую фазовую автоподстройку частоты, цифровую корреляцию, адаптивный режекторный фильтр и преобразование Гильберта. В своей следующей статье [14] авторы описали алгоритм комплексного полосового фильтра и применили его к обработке сигнала с массового кориолисового расходомера. Для оценки параметров сигналов с кориолисового расходомера в статье [15 [2] ] также применяется модификация классического метода матричных пучков для векторных процессов, которая показала лучшие результаты по сравнению с методом Гильберта и классическим методом матричных пучков.

Micro motion расходомер: описание и характеристики

Счетчики-расходомеры массовые Micro Motion (далее счётчики-расходомеры) предназначены для прямого измерения массового расхода, плотности, массы, определения объемного расхода и объема жидкости и газа в химической, нефтехимической, нефтяной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, в т.ч. во взрывоопасных зонах.

Описание

Принцип действия счетчиков-расходомеров основан на использовании сил Кориолиса, действующих на элементы среды, двигающейся по петле трубопровода, которая колеблется с частотой вынуждающей силы, создаваемой катушкой индуктивности при пропускании через неё электрического тока заданной частоты. Базовый процессор счетчика-расходомера постоянно подстраивает частоту вынуждающих колебаний с тем, что бы она совпадала с собственной (резонансной) частотой колебаний петли, которая в свою очередь зависит от плотности среды, протекающей через полость счётчика-расходомера. Сопоставляя полученную в результате подстройки резонансную частоту колебаний со значениями резонансных частот, полученных при калибровке на средах с известной плотностью, счетчик-расходомер имеет возможность определить плотность протекающей через него среды.

Так как направления сил Кориолиса противоположны для элементов среды, двигающихся в различных направлениях относительно оси вращения, то при наличии потока петля в целом совершает колебания изгиба (противоположные участки петли совершают угловые перемещения относительно точки крепления со сдвигом по времени). Вследствие этого, между гармоническими колебаниями противоположных участков петли возникает измеряемая разность фаз, которая используется для определения массового расхода жидкости или газа. Параметры колебаний петли измеряются с помощью катушек индуктивности.

Счетчики-расходомеры, принцип измерения которых основан на применении силы Кориолиса, не имеют вращающихся частей, и результаты измерений не зависят от наличия твердых частиц или иных примесей в жидкости. Отклонение температуры среды от температуры калибровки компенсируется установкой нуля, а изменение давления среды внесением соответствующей поправки.

Счетчики-расходомеры состоят из первичного измерительного преобразователя массового расхода и плотности, и электронного преобразователя, который может быть встроенным и выносным (на расстояние до 300 м). Первичные преобразователи оснащаются базовым процессором. Базовый процессор первичного преобразователя реализует алгоритмы вычисления массы, массового расхода, плотности и других параметров потока. Выпускаются две модели базовых процессоров: модель 700 (стандартная) и модель 800 (усовершенствованная). Электронные преобразователи обеспечивают обработку цифровых сигналов, поступающих с базового процессора первичного измерительного преобразователя, регистрацию результатов измерений параметров потока и передачу результатов измерений по различным каналам связи. Первичный измерительный преобразователь массового расхода может быть использован и без электронного преобразователя.

Читайте так же:
После магнита счетчик крутится неравномерно

Технические характеристики и возможности счётчиков-расходомеров в зависимости от модели и исполнения приведены в руководстве по эксплуатации.

Первичные преобразователи модели CMF, включая модификацию CMFS, а также первичные преобразователи моделей F и H, отличаются высокой точностью при измерениях массового и объёмного расходов жидкости, её плотности. Модели CMF, CMFS и F используются также для измерений массового расхода газа. Первичные преобразователи моделей CMF и CMFS используются с электронными преобразователями моделей 1500, 1700, 2200, 2400, 2500, 2700, 3300, 3350, 3500, 3700, 9739E, 9739R, 9739MVD, 5700, FMT. Детали первичного измерительного преобразователя массового расхода, контактирующие с рабочей средой, могут быть изготовлены из нержавеющей стали 316L, 304L, или никелевого сплава Hastelloy, Nickel Alloy, супердуплексная сталь.

Первичные преобразователи моделей F и H, используются с электронными преобразователями моделей 1500, 1700, 2200, 2400, 2500, 2700, 3300, 3350, 3500, 3700, 9739E, 9739R, 9739MVD, 5700, FMT. Первичные преобразователи моделей H отличаются повышенной чистотой обработки внутренней поверхности измерительных трубок. Детали первичного измерительного преобразователя массового расхода, контактирующие с измеряемой средой, изготовлены из нержавеющей стали 316L или никелевого сплава Nickel Alloy.

Первичные преобразователи модели R используются для измерений массового и объёмного расходов, плотности жидкости, массового расхода газа и отличаются простым надежным исполнением и компактностью. Первичные преобразователи моделей R применяются c электронными преобразователями моделей 1500, 1700, 2500, 2700, 5700. Детали первичного измерительного преобразователя массового расхода, контактирующие с измеряемой средой — нержавеющая сталь 316L.

Первичные преобразователи модели Т имеют прямую измерительную трубу, используются для измерений массового и объёмного расходов жидкости, а также её плотности, отличаются простым надежным исполнением и компактностью. Счетчики-расходомеры моделей T применяются c электронными преобразователями моделей 9739MVD, 1500, 1700, 2500, 2700, 3300, 3350, 3500, 3700, 5700. Детали первичного измерительного преобразователя массового расхода, контактирующие с измеряемой средой, изготавливаются из титана.

Первичные преобразователи модели CNG050 используются для измерения массового расхода компримированного природного газа. Расширенный диапазон измерений этой модели расходомеров предназначен для использования в топливораздаточных колонках. Первичные преобразователи модели CNG050 используются c электронными преобразователями моделей 1500, 1700, 2500, 2700, 3300, 3350, 3500, 3700 или могут использоваться без электронного преобразователя. Детали первичного измерительного преобразователя массового расхода, контактирующие с рабочей средой, изготавливаются из нержавеющей стали 316L.

Счетчики-расходомеры моделей DS, DH, DL используются для измерений параметров потока жидкости, применяются с электронными преобразователями моделей 9739E, 9739R, 9739MVD, 1500, 1700, 2200, 2400, 2500, 2700, 3300, 3350, 3500, 3700 и включают следующие первичные преобразователи расхода:

  • DS — для стандартных давлений жидкости;
  • DH — для высоких давлений жидкости;
  • DL — для жидкостей, которые требуют периодической очистки рабочей полости первичного преобразователя.

Детали вышеуказанных первичных преобразователей, контактирующие с рабочей средой, могут быть изготовлены из нержавеющей стали, сплава Hastelloy, Nickel Alloy, а также из нержавеющей стали с тефлоновым покрытием.

Степень защиты оболочки преобразователей от воздействия твердых предметов и воды соответствует IP66/67 по ГОСТ 14254-96.

Счетчики-расходомеры массовые Micro Motion сертифицированы для работы во взрывоопасных зонах.

Общий вид счетчиков-расходомеров Micro Motion представлен на рисунках 1-6.

Читайте так же:
Разбираем счетчик меркурий 200

Программное обеспечение

В базовых процессорах первичных измерительных преобразователей и в электронных преобразователях счетчиков-расходомеров применяется встроенное программное обеспечение (далее ПО).

ПО базового процессора реализует алгоритмы вычисления параметров потока, и отвечает за хранение конфигурационных параметров первичного измерительного преобразователя и значений сумматоров расхода. Замена ПО базового процессора может быть произведена только специалистами изготовителя. Любое изменение, вносимое изготовителем в ПО, влечет за собой изменение номера версии выпускаемого ПО.

ПО электронных преобразователей получает информацию о параметрах потока от базового процессора по цифровому протоколу и может отображать ее на экране ЖКД или передавать удаленным устройствам по различным каналам связи. ПО электронных преобразователей реализует все сервисные функции, связанные с настройкой дополнительных функций расходомера.

Массовый расходомер системы кориолис для автоцистерн СУГ

Д анная система используется, как метрическая система Кориолиса (массовый расходомер или массомер), монтируеться на автоцистернах для перевозки сжиженного углеводородного газа пропан — бутан. Метрическая система Кориолиса производит измерения массы, объема и плотности перевозимого продукта. Данная система включат в себя возможность показывать количество поставленного продукта на распечатанном бланке (так называемый «билет поставки») с указанием объема, плотности, массы продукта, а также времени, даты и номером автотранспортного средства.

На автоцистернах СУГ оптимально рекомендовано использовать массовый расходомер Кориолиса 1” DN25 с фланцами DN40 или DN50 по 300 фунтов (1 фунт (1 lb) = 0,4536 кг) для соединения с сепараторам пара и дифференциальным клапаном системы массового расходомера Кориолиса тип «НЕПТУН».

На корректный выбор массомера влияют такие основные факторы, как:
1. Производительность
2. Плотность жидкости
3. Вязкость жидкости
4. Рабочее давление

Ipsum

Спецификация

Ipsum

Технические характеристики Метрической системы Кориолиса

• Измеряет массу объем плотность и температуру
• MID Европейские сертификаты
• Поток 36 to 272 кг/мин (71 to 536 lpm для пропана 0.505)
• Диапазон давления 24 бар (350 psi)
• Диапазон температуры -30° to 55°C
• 2’’ размер линии с 300 psi вращающимися фланцами
• Сваренные части 316L из нержавеющей стали
• MID сертификаты
• UL и CSA сертификаты работы в опасных зонах
Габаритные размеры установки Метрической системы Кориолиса RML2000 Нептун с механическим сепаратором и дифференциальным клапаном смотрите в приложении TS-614*.
Электронный регистратор показанный на TS-614 не соответствует модели Ri505, которая входит в данное предложение

Ipsum

Технические характеристики метрического электронного регистратора

• Показывает и распечатывает количество поставленного продукта в килограммах или литрах через принтер a Epson TMU-295
• Распечатывает плотность продукта при каждой поставке
• Распечатывает температуру продукта при каждой поставке
• Возможность менять настройки распечатки билета поставки согласно требования клиента
• Тотализатор накопления данных без возможности перезагрузки
• MIDсертификация
• UL сертификация для работы во взрывоопасных зонах
• Суммирование поставок за день в финальном отчетном билете распечатки
• Переда данных поставки (сообщение через Bluetooth технологии с портативными компьютерами и другими устройствами)
• Протоколы команды для взаимодействия с портативными компьютерами конечного пользователя для передачи основных данных измерения доступны бесплатно
• Встроенный GPS для возможной авторизация транспортного средства и слежения за перемещением and vehicle tracking
• Электромагнитный клапан для контроля безопасности поставки — предотвращает поставку продукта при отключенном регистраторе
• Возможность перезагрузки системы

Для наглядной демострации принципа работы силы инерции Кориолиса ниже приведены две анимации:

1. Характерезует поведение на примере шланга с неподвижной массой жидкости в нем. При этом ультразвуковые датчики синхронно снимают показания в инертном шланге.

Читайте так же:
Как проверить работает ли счетчик яндекс метрика

2. Характерезует повидение на примере шланга с подвижной массой жидкости в нем. При этом ультрозвуковые датчики снимают асинхронные колебания, диапазон которых на прямую зависит от скорости и количества проходящей массы в шланге.

Преимущества массового кориолисового расходомера:

Ipsum

Основное преимущество заключаеться в том, что независимо от температуры вещества массовый кориолисовый расходомер учитывает исключительно массу проходящего через него вещества, в отличаи от класических турбинных и роторных узлов учета, которые в свою очередь измеряют обьем пропускаемого через себя вещества.
Дополнительным преимуществом являеться отсуцтвие изнашиваемых «трущихся» деталей кориолисового расходомера, что видет к долговечности и точности показаний.

Принцип действия кориолисовых расходомеров и плотномеров

Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода и электронного преобразователя.

Датчик преобразует расход и плотность среды, а также температуру сенсорных трубок в электрические сигналы.

Электронный преобразователь конвертирует полученную от датчика информацию в цифровой сигнал и в стандартные выходные сигналы.

Измерение расхода

Поток жидкости в датчике проходит через пару симметричных изогнутых измерительных трубок, колеблющихся с определенной частотой. Форма колебаний одной из этих трубок показана на рисунке 1. Трубка приводится в движение электромагнитной катушкой, расположенной в центре изгиба трубки. Колебания трубки подобны колебаниям камертона и имеют амплитуду менее 1 мм и частоту в диапазоне 80 – 100 Гц.

Кориолисовый расходомер - рис.1

Рис. 1. Колебания трубки датчика

Измеряемой среде, проходящей через трубку, придается вертикальная составляющая движения вибрирующей трубки. При движении вверх во время первой половины цикла колебания (рисунок 2) жидкость, втекающая в трубку, создает сопротивление движению вверх, давя на трубку вниз. Поглотив вертикальный импульс при движении вокруг изгиба трубки, жидкость, вытекающая из трубки, сопротивляется уменьшению вертикальной составляющей движения, толкая трубку вверх (рисунок 3). Это приводит к закручиванию трубки (рисунок 1.7). Когда трубка движется вниз во время второй половины цикла колебания, она закручивается в противоположную сторону. Это закручивание называется эффектом Кориолиса.

Кориолисовый расходомер - рис.2

Рис. 2. Силы, действующие на трубку при движении вверх

Исходя из второго закона Ньютона, угол закручивания трубки датчика прямо пропорционален количеству жидкости, проходящей через трубку в единицу времени. Электромагнитные катушки-детекторы, расположенные с каждой стороны трубки, снимают сигнал, соответствующий колебаниям трубки. Массовый расход определяется путем измерения временной задержки между сигналами детекторов. При отсутствии потока закручивания трубы не происходит, и между сигналами детекторов нет временной разности.

Кориолисовый расходомер - рис.3

Рис. 3. Трубка датчика и пара сил, приводящая ее к закручиванию

При наличии потока труба закручивается, при этом возникает разность по времени в поступлении двух сигналов по скорости. Эта разница во времени прямо пропорциональна массовому расходу.

Измерение плотности

Собственная частота колебаний сенсорных трубок зависит от их геометрии, материала, конструкции и массы. Масса состоит из двух частей: массы самих трубок и массы измеряемой среды в трубках. Для конкретного типоразмера сенсора масса трубок постоянна. Поскольку масса измеряемой среды в трубках равна произведению плотности среды и внутреннего объема, а объем трубок является также постоянным для конкретного типоразмера, то частота колебаний трубок может быть привязана к плотности среды и определена путем измерения периода колебаний.

Кориолисовые расходомеры

Кориолисовые расходомеры — приборы, использующие для измерения массового расхода жидкостей, газов эффект Кориолиса. Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Поток с определенной массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется вибрации расходомерных трубок. Наглядно это сопротивление чувствуется, когда гибкий шланг извивается под напором прокачиваемой через него воды.

Читайте так же:
Перед счетчиками устанавливают фильтры

Преимущества измерения кориолисовым расходомером:

  • высокая точность измерений параметров;
  • работают вне зависимости от направления потока;
  • не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера;
  • нет затрат на установку вычислителей расхода;
  • надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды (только если расходомер установлен на резиновые подставки-прокладки);
  • длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей;
  • нет необходимости в периодической перекалибровке и регулярном техническом обслуживании;
  • могут работать от разных источников питания с помощью самопереключающегося встроенного блока питания;
  • измеряют расход сред с высокой вязкостью;
  • разрешено использование в пищевой и фармацевтической промышленностях.

Ссылки

ГОСТ
ISO
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Расходомеры

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Кориолисовые расходомеры» в других словарях:

Расходомеры — Прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени, называется расходомером. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то… … Википедия

Расходомер — Расходомер  прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его… … Википедия

Датчик — Датчик, сенсор (от англ. sensor)  понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для… … Википедия

датчик — Средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем (по РМГ 29).… … Справочник технического переводчика

Сила Кориолиса — Запрос «Эффект Кориолиса» перенаправляется сюда; см. также другие значения … Википедия

Кориолисово ускорение — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия

Кориолис, Гаспар-Гюстав — Гаспар Гюстав Кориолис Gaspard Gustave de Coriolis Дата рождения … Википедия

Кориолиса сила — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия

Кориолиса ускорение — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия

Кориолисова сила — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector