Использование массовых кориолисовых расходомеров

05.10.2018

Измерение массы твердых и сыпучих продуктов давно и успешно осуществляют с помощью различных типов весов. А вот измерение расхода газов и жидкостей всегда представляло собой одну из наиболее сложных задач в организации систем учета.

Существовавшие устройства измерения расхода среды, основанные на определении объема, базировались на системе пересчета исходя из вводимых переменных значений плотности вещества, находящейся в прямой зависимости от температуры измеряемой среды. Объёмный учёт жидких и газообразных продуктов принципиально не может быть точным, поскольку объём жидкого продукта напрямую зависит от температуры жидкости, а объём газообразного продукта является производной от температуры и давления газа. Использование объемного учета не дает высокой точности, необходимой для коммерческого учета.

Дело в том, что единственным устойчивым параметром газообразных и жидких веществ является масса и переход на прямое измерение массы расходуемых газов и жидкостей позволяет не только избавиться от влияния человеческого фактора на точность измерений, но и максимально упростить организацию учета в многих отраслях промышленности, таких как нефтяная, газовая, химическая, фармацевтическая, пищевая и др. Высокая точность прямого измерения массового расхода позволяет использовать данный вид измерения в коммерческом учете.

В настоящее время наиболее эффективным способом измерения массового расхода продолжает оставаться метод, основанный на эффекте Кориолиса, который был открыт более 200 лет назад. Первые массовые кориолисовые расходомеры были сконструированы в 1970-х годах. Эти расходомеры искусственно придавали вращающее движение жидкости и измеряли массовый расход, фиксируя результирующий вращающий момент. Тогда фактически и было сказано «новое слово» в системах измерения массы расходуемой среды - были разработаны расходомеры или счетчики массы, которые позволяют замерять массу расходуемой среды (вещества), проходящей через расходомер.

Принцип действия массового кориолисового расходомера 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 видно, когда гибкий шланг извивается под напором прокачиваемой через него воды.

Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсора) и преобразователя. Сенсор напрямую измеряет расход, плотность среды и температуру сенсорных трубок.

РасходомерПреобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартный выходной сигнал.

Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные половины и протекает через каждую из сенсорных трубок. Движение задающей катушки приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу.

Сборки магнитов и катушек-соленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках. Катушки смонтированы на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка движется сквозь однородное магнитное поле постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоидальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой.

При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориолисовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости.

В настоящее время массовые кориолисовые расходомеры уже зарекомендовали себя и широко представлены на Российском рынке, однако, несмотря на неоспоримые преимущества применения данных приборов, немаловажным остается и вопрос их стоимости. Если рассматривать кориолисовые расходомеры с данного аспекта, то весьма привлекательными по соотношению цена/качество являются массовые кориолисовые расходомеры TMU-R, TME-R, TM-R всемирно известного производителя KOBOLD Messring GmbH (Германия). В России официальным представителем KOBOLD Messring GmbH является ООО «КОБОЛД РУС». (www.kobold-rus.ru).

Расходомер KOBOLD Расходомер KOBOLD Расходомер KOBOLD Расходомер KOBOLD
TME TM TMU TMR

Основные технические характеристики

Массовые кориолисовые расходомеры TMR-R, TMU-R, TME-R, TM-R могут устанавливаться на трубах с условным проходом от DN10 до DN 400 (в зависимости от модификации).

Диапазон измерения (в зависимости от модификации и условного прохода) - от 0 до 2 200 000 кг/ч.

Погрешность измерения:

расход: ±(0,05)% от измеренной величины;

плотность: ±0,003 г/см3;

объем: ±0,2%.

Давление: до 900 бар (в зависимости от модификации).

Температура измеряемой среды: от -60оС до +260оС.

Температура окружающей среды: -20оС (-60оС с термочехлом РИЗУР) до +80оС

Выходной сигнал: 4-20мА, HART®, ModBus-RTU, PROFIBUS-PA(в зависимости от модификации).

Взрывозащищенное исполнение: есть

Расходомеры

Преимущества применения кориолисовых расходомеров:

  • высокая точность измерений параметров ;
  • многопараметрическое измерение (объединение функций нескольких приборов в едином корпусе);
  • корректная работа вне зависимости от направления потока;
  • не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера;
  • отсутствие затрат на установку вычислителей расхода;
  • надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды;
  • длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей;
  • не требуется регулярная перекалибровка и техническое обслуживание;
  • возможность работы от разных источников питания благодаря самопереключающемуся встроенному блоку питания;
  • измерение расхода сред с высокой вязкостью.

Основные области применения:

  • учет сырой нефти и нефтепродуктов;
  • учет высоковязких сред;
  • измерение расхода газов;
  • измерение расхода жидкостей;
  • измерение расхода пульп и загрязненных сред;
  • измерение расхода пищевых продуктов;
  • многопараметрические измерения;
  • измерение химически агрессивных сред;
  • измерение малых расходов;
  • точное дозирование системы слива/налива;
  • измерение массового расхода;
  • измерение плотности и вычисление концентрации.

По вышеизложенным фактам можно сделать следующий вывод - установка современных приборов массовой расходометрии с малой относительной погрешностью измерения массы на узлах учета является целесообразной, несмотря на их дороговизну.

Экономический эффект делает установку таких приборов быстро окупаемой за счет:

  • увеличения точности и надежности измерений;
  • уменьшения безвозвратных потерь при отпуске догорогостоящих сред, например нефтепродуктов;
  • автоматизированного сбора, обработки и передачи информации о продуктопотоках.

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
0