Принцип действия
На тело массой М, движущееся с постоянной линейной скоростью и одновременно вращающееся с угловой скоростью, действует сила инерции, известная как сила Кориолиса.
Основной элемент Кориолисовского измерителя массового расхода – это С-образная трубка (рис. 1), через которую протекает жидкость. На трубку и жидкость внутри нее действует угловое ускорение от вибраций, создаваемых магнитом, смонтированным на закругленной части трубки, и катушки, укрепленной на конце Т-образной рессоры. Колебания рессоры приводят трубку в колебательный режим. Угловое ускорение при этом постоянно меняет направление. В то же самое время сила Кориолиса действует на жидкость в верхней ветви трубки в одном направлении, а в нижней ветви – в противоположном направлении. Это происходит потому, что направления потока жидкости противоположны в верхней и нижней ветвях. Результирующие силы Кориолиса на жидкость в двух ветвях, таким образом, противоположны по направлению и приводят к смещению. Когда направление угловой скорости меняется, эти силы также меняют направление и ветви смещаются в противоположную форму. Величина этих смещений пропорциональна массовому расходу жидкости через трубу. Смещения регистрируются при помощи оптических преобразователей. Их выходной сигнал представляет собой импульс, длительность которого пропорциональна расходу жидкости.
Рис. 1. Кориолисовский расходомер
Кориолисовские расходомеры могут применяться как для жидкостей, так и для газов, выдавая измерение с точностью +/-0.5%. Они не чувствительны к изменениям температуры и давления.
Массовые расходомеры по принципу Кориолиса
Предназначен для измерения массового расхода и массы (количества), плотности (концентрации) и температуры жидкости (молочных продуктов, шоколадных масс, сиропа, масел, жиров, кислот, щелочей, уксуса, красок, суспензий, патоки, сусла, продуктов ферментации, алкогольных продуктов, различных газов и их смесей).
Принцип действия основан на измерении кориолисовых сил в трубах первичного преобразователя при протекании через них потока среды. Измерение плотности основано на измерении резонансной частоты колебания трубок первичного преобразователя расхода. При отсутствии потока жидкости сигналы датчиков совпадают на фазе . Как только жидкость начинает двигаться по трубопроводу, происходит изменение геометрии измерительных трубок, приводящее к сдвигу сигналов датчиков. Разность фаз прямо пропорциональна массовому расходу жидкости.
Основные достоинства:
- непосредственое измерение массового расхода;
- возможность измерения температуры и плотности;
- отсутствие ограничений по месту установки;
- измерения можно проводить для вязких жидкостей и жидкостей содержащих твердые частицы;
- высокие точность измерения и воспроизводимость;
- отсутствие подвижных деталей.
Основные недостатки:
- более высокая стоимость;
- имеют место небольшие потери давления