Perbezaan itu penting apabila menentukan peralatan untuk dos, pengadunan atau pemindahan produk. Bacaan isipadu yang betul secara teknikal masih boleh menghasilkan jumlah jisim yang salah jika ketumpatan yang digunakan dalam pengiraan adalah salah.
Apakah Perbezaan Antara Aliran Jisim dan Aliran Isipadu?
Kadar aliran jisimmenerangkan kuantiti bahan seunit masa.Kadar aliran isipadumenerangkan ruang yang diduduki seunit masa, biasanya m³/j atau L/min. Untuk cecair satu fasa, hubungannya ialah aliran jisim=ketumpatan × aliran isipadu pada keadaan operasi yang sama.
Meter Coriolis boleh mengukur aliran jisim tanpa membekalkan ketumpatan proses yang diandaikan secara berasingan. Sebaliknya, kebanyakan meter ultrasonik magnet dan masa transit mengukur aliran isipadu. Bacalahaliran jisim lawan perbandingan aliran isipaduuntuk implikasi yang lebih luas apabila memilih satu kuantiti berbanding kuantiti yang lain.
Cara Meter Aliran Jisim Cecair Coriolis Berfungsi
Getaran dan Anjakan Fasa
Penderia Coriolis mengandungi satu atau lebih tiub yang didorong untuk bergetar pada frekuensi terkawal. Apabila cecair tidak bergerak, penderia pikap mengesan corak getaran rujukan. Dengan aliran, cecair yang bergerak menyebabkan tindak balas berpusing kecil, jadi titik berhampiran salur masuk dan salur keluar tidak lagi bergerak pada masa yang sama.
Pemancar mengukur fasa atau perbezaan masa ini dan menggunakan penentukuran instrumen untuk mengira aliran jisim. Ia mengukur kesan mekanikal jisim bergerak, bukannya mengukur halaju dan mendarab dengan anggaran ketumpatan.Penjelasan Endress+Hauser tentang prinsip Coriolismenggambarkan tingkah laku tiub. FlowT menyediakan yang berasinganArtikel prinsip kerja Coriolisuntuk pembaca yang memerlukan lebih detail.
Ketumpatan, Suhu dan Isipadu
Banyak instrumen Coriolis juga mengira ketumpatan daripada frekuensi resonans tiub: jisim berkesan cecair di dalam tiub mempengaruhi cara ia bergetar. Penderiaan suhu membantu mengimbangi perubahan dalam kekakuan tiub. Pemancar kemudiannya boleh memperoleh aliran volumetrik daripada aliran jisim dan ketumpatan yang diukur. Sama ada pembolehubah ini tersedia sebagai output bergantung pada model.
Pengukuran jisim langsung berguna apabila resipi atau baki bahan menentukan kilogram dan bukannya liter. Kelemahannya boleh termasuk kos pembelian, berat instrumen, kehilangan tekanan dan kepekaan terhadap keadaan getaran atau terperangkap gas tertentu. Tukar ganti ini diperiksa dalam FlowTKelebihan dan batasan Coriolisperbincangan.
Bagaimana Meter Aliran Jisim Terma Mengukur Cecair
Penderia cecair haba khusus mengukur cara bendalir yang mengalir mengangkut haba. Bergantung pada reka bentuk, elektronik mengekalkan perbezaan suhu atau memantau bagaimana input haba yang dikenakan mengubah taburan suhu. Isyarat sensor berkaitan dengan aliran jisim melalui penentukuran yang dibangunkan untuk cecair yang dimaksudkan.
Kaedah ini amat berkaitan dengan sistem dos aliran rendah dan makmal terpilih. Sifat terma-termasuk kapasiti haba dan kekonduksian terma-menjejaskan tindak balas. Menggantikan cecair lain tanpa mengambil kira penentukuran boleh menghasilkan keputusan yang salah.Bronkhorst menerangkan penderiaan haba cecairdan perbezaan antara pendekatan operasi biasa.
Jangan layan meter jisim terma gas sebagai meter cecair.Sebagai contoh, FlowT'skategori produk aliran jisim habaterutamanya menangani aplikasi perkhidmatan gas. Aplikasi cecair memerlukan model yang direka dan ditentukan secara eksplisit untuk cecair, dengan bahan basah yang sesuai dan penentukuran.
Cara Mengira Kadar Aliran Jisim Cecair
Di mana aliran jisim diperoleh daripada meter isipadu, gunakan:
Aliran jisim (kg/j)=ketumpatan (kg/m³) × aliran isipadu (m³/j)
Katakan garis membawa 5 m³/j cecair dan ketumpatan sebenar pada keadaan operasi ialah 950 kg/m³. Aliran jisim yang betul ialah 4,750 kg/j. Jika pengawal sebaliknya menganggap 1,000 kg/m³, ia melaporkan 5,000 kg/j-250 kg/j terlalu tinggi, atau kira-kira 5.3% berbanding dengan nilai yang betul.
Ini adalah pengiraan ilustrasi, bukan hasil tumbuhan yang diukur. Ia menunjukkan sebab kedua-dua ukuran dan unitnya mesti merujuk kepada keadaan yang serasi. Untuk ketumpatan yang berbeza-beza, hubungan serta-merta kekal sah, tetapi jumlah jisim harus dikumpul daripada pengukuran berturut-turut dan bukannya dikira daripada andaian ketumpatan tunggal.
Pengukuran Jisim Langsung lwn Kaedah Berasaskan Isipadu
| Teknologi | Kuantiti Terukur | Bila Perlu Pertimbangkan | Had Kritikal |
|---|---|---|---|
| Coriolis | Jisim langsung; selalunya kepadatan | Batching berasaskan jisim, ketumpatan yang berbeza-beza | Kos, kehilangan tekanan, gas dan keadaan mekanikal |
| Terma cecair khusus | Tindak balas pemindahan haba yang ditentukur menghasilkan aliran jisim | Aliran cecair rendah yang sesuai | Sifat terma khusus bendalir dan penentukuran |
| Elektromagnet | Aliran volumetrik | Cecair konduktif, isipadu mencukupi atau ketumpatan boleh dipercayai tersedia | Memerlukan kekonduksian yang mencukupi dan paip penuh |
| Pengapit ultrasonik | Biasanya aliran volumetrik | Pasang semula garisan dengan keadaan akustik yang sesuai | Sifat paip, buih, keadaan paip penuh |
Meter elektromagnet mengira aliran daripada halaju cecair dalam medan magnet. Ia tidak memerlukan ketumpatan untuk melaporkan jumlah, tetapi ketumpatan penting jika loji kemudian menukar hasilnya kepada jisim. Lihatbagaimana meter magnet mengukur alirandan yang adajulat meter aliran elektromagnetuntuk aplikasi konduktif-cecair yang sesuai.
Untuk air sedia ada atau paip proses yang serasi, ameter ultrasonik pengapitboleh mengelak daripada memotong garisan. Bacaan volumnya masih memerlukan input ketumpatan yang sah untuk mengira jisim. Perbezaan pemasangan dibincangkan dalampengapit berbanding pengukuran ultrasonik sebaris.
Apa yang Menyebabkan Ralat Pengukuran Aliran Jisim Cecair?
Offset Sifar pada Aliran Rendah
Pelarasan sifar Coriolis menetapkan rujukan tiada aliran instrumen. Meter hendaklah penuh, cecair stabil dan aliran sebenar berhenti, mengikut prosedur pengilang. Sifar yang salah boleh mencipta offset hampir malar yang menjadi ketara pada aliran rendah.
Sebagai ilustrasi, katakan sistem membaca 0.2 kg/j tinggi kerana offset. Pada 100 kg/j, ralat ialah 0.2%; pada 10 kg/j, ia menjadi 2%. Ini tidak menerangkan ketepatan pengeluar tertentu. Ia menunjukkan mengapa meter mesti dinilai pada titik operasi paling rendah yang diperlukan, bukan sahaja pada aliran biasa.
Gelembung Gas dan Getaran
Gas terperangkap boleh mengubah tindak balas tiub Coriolis dan herotan ketumpatan atau bacaan aliran jisim. Keputusan bergantung pada pengedaran gelembung, kelikatan, rejim aliran dan pemprosesan isyarat instrumen. Sesetengah model termasuk fungsi aliran dua fasa; ini tidak boleh diandaikan untuk setiap model.Kertas putih teknikal Emerson mengenai gas terperangkapmemperincikan kekangan aplikasi dan kepentingan tingkah laku gelembung.
Getaran mekanikal luaran, tekanan paip dan pemasangan yang lemah juga boleh menjejaskan prestasi Coriolis. Sahkan arahan pemasangan sebelum menukar redaman isyarat atau mencuba pelarasan sifar.
Ketidakpadanan Sifat Bendalir dan Pemasangan
Untuk meter cecair terma, penentukuran bendalir yang salah boleh menjejaskan keputusan. Untuk meter magnet, kekonduksian yang tidak mencukupi atau paip yang tidak diisi sepenuhnya boleh menghalang pengukuran volum yang boleh dipercayai. Untuk sistem ultrasonik, ketebalan dinding yang salah, gandingan sensor yang lemah atau buih udara boleh merendahkan isyarat. Kesalahan mungkin dalam aplikasi dan bukannya elektronik pemancar.
Cara Memilih Kaedah Yang Betul
- Tentukan output yang diperlukan.Adakah proses dikawal dalam kilogram, liter, kepekatan atau jumlah kumpulan? Elakkan membayar untuk pengukuran jisim langsung apabila volum sudah memenuhi tugas.
- Mencirikan cecair.Rekod julat ketumpatan, kelikatan, kekonduksian, suhu, tekanan, pepejal dan gas terperangkap yang dijangka. Untuk instrumen haba, kenal pasti cecair atau campuran tepat yang digunakan untuk penentukuran.
- Tentukan keseluruhan julat aliran.Sediakan aliran minimum, normal dan maksimum, bukan hanya diameter paip. Semak had aliran rendah meter, asas ketepatan, kehilangan tekanan dan sebarang istilah kestabilan sifar. Thepanduan pemilihan pengukuran aliranmenerangkan bagaimana keadaan operasi ini mempengaruhi saiz.
- Bandingkan pemasangan dan kos kitaran hayat.Pemasangan Coriolis mungkin mewajarkan kos permulaan yang lebih tinggi untuk dos berasaskan massa. Meter isipadu dengan input ketumpatan yang boleh dipercayai mungkin mencukupi untuk air proses berketumpatan mantap. Sertakan keperluan penutupan, akses perkhidmatan dan perbelanjaan penentukuran.
- Sahkan rantaian ukuran.Jika PLC mendarab aliran volum dengan ketumpatan, semak unit, kadar kemas kini dan penskalaan isyarat. Peranan apemancar aliran dan outputnyapenting apabila menghantar nilai kepada pengawal.
Contoh Pemilihan Bekerja: Campuran Ketumpatan Boleh Ubah
Pertimbangkan proses pengadunan cecair hipotesis di mana resipi memerlukan 2,000 kg pekat setiap kelompok. Apabila bahan bercampur, suhu dan komposisi berubah, jadi ketumpatan tetap yang dimasukkan ke dalam meter isipadu mungkin tidak lagi mewakili cecair. Meter Coriolis ialah calon yang logik kerana ia menjumlahkan secara langsung jisim yang dipindahkan, dengan syarat julat aliran, kehilangan tekanan dan keadaan bendalirnya boleh diterima.
Meter isipadu tidak secara automatik tidak sesuai. Jika ukuran ketumpatan sebaris boleh dipercayai tersedia dan sistem kawalan proses menggabungkan nilai disegerakkan dengan betul, jisim yang dikira boleh memenuhi keperluan ketepatan yang sesuai. Bandingkan jumlah ketidakpastian dan kos pemasangan kedua-dua pengaturan; jangan anggap sensor yang lebih mahal sentiasa menghasilkan hasil keseluruhan proses yang lebih baik. Ini adalah syarat hipotesis, bukan pemasangan pelanggan yang dilaporkan.
Cara Membandingkan Ketepatan dan Mengesahkan Keputusan
Sentiasa semak sama ada spesifikasi dinyatakan sebagai peratusan bacaan atau skala penuh. Untuk instrumen skala penuh hipotesis 1,000 kg/j, ±0.5% skala penuh sepadan dengan ±5 kg/j. Pada kadar operasi 100 kg/j, itu sahaja bersamaan dengan 5% bacaan. Sebaliknya, ±0.5% bacaan sepadan dengan ±0.5 kg/j pada titik yang sama. Spesifikasi sebenar mungkin menambah kestabilan sifar, kebolehulangan atau istilah lain.
Penentukuran harus membandingkan hasil pengukuran lengkap dengan rujukan yang sesuai ke atas titik aliran yang berkaitan. Untuk aliran jisim cecair, kaedah gravimetrik menentukan jisim yang dikumpul sepanjang masa yang diukur.NIST menerangkan piawaian penentukuran gravimetrik cecair, manakala FlowT'spenerangan penentukuran aliran cecairmeliputi ralat, kebolehkesanan dan dokumentasi. Angka ketepatan kilang bukanlah pengganti untuk mengesahkan proses yang dipasang.
Soalan Lazim
Bolehkah meter aliran magnet melaporkan aliran jisim?
Ia boleh melaporkan aliran jisim yang dikira apabila maklumat ketumpatan yang boleh dipercayai dibekalkan kepada sistem pemancar atau kawalan. Penderia utama kekal sebagai meter isipadu.
Adakah Coriolis sentiasa lebih tepat daripada aliran jisim yang dikira?
Tidak. Prestasi bergantung pada instrumen tertentu, penentukuran, keadaan proses dan ketidakpastian ketumpatan. Bandingkan ketidakpastian lengkap di bawah keadaan operasi sebenar dan bukannya prinsip pengukuran sahaja.
Bolehkah meter aliran jisim terma mengukur sebarang cecair?
Tidak. Model cecair khusus wujud, tetapi tindak balas habanya bergantung pada sifat bendalir dan penentukuran. Sahkan cecair yang diluluskan, julat pengendalian dan keserasian bahan basah.
Adakah meter aliran jisim cecair memerlukan paip lurus?
Keperluan berbeza. Meter Coriolis secara amnya kurang bergantung pada profil halaju huluan berbanding kebanyakan teknologi volumetrik, tetapi tekanan paip dan sokongan mekanikal masih penting. Ikut manual model yang tepat.
Kesimpulan
Aliran jisim cecair boleh diukur secara langsung oleh teknologi Coriolis, disimpulkan melalui tindak balas haba cecair yang ditentukur, atau dikira daripada isipadu dan ketumpatan yang diukur. Pendekatan yang betul ialah pendekatan yang memenuhi keperluan proses sepanjang aliran sebenar dan julat sifat bendalirnya.
FlowT menyediakan pilihan pengukuran elektromagnet dan ultrasonik industri; ini tidak boleh dibentangkan sebagai meter jisim cecair Coriolis langsung. Untuk penilaian projek,hantar kepada pasukan FlowT keperluan cecair, paip dan ukuran andadan sahkan sama ada pengukuran isipadu dengan penukaran ketumpatan adalah sesuai.
