Principio di funzionamento del misuratore di portata massica Coriolis

Il principio di funzionamento fondamentale del misuratore di portata massica Coriolis (abbreviato in misuratore di portata Coriolis) consiste nell'utilizzare la forza di Coriolis generata dal flusso del fluido all'interno di un tubo vibrante e nel misurare direttamente la portata massica del fluido rilevando la differenza di fase del tubo vibrante. È inoltre in grado di ricavare e misurare parametri quali densità e temperatura.

Analisi dei principi fondamentali

Generazione della forza di Coriolis La forza di Coriolis è una forza inerziale. Quando un oggetto si muove linearmente in un sistema di riferimento rotante, è soggetto a una forza perpendicolare sia alla direzione del moto che all'asse di rotazione. In un flussometro a effetto Coriolis, il tubo di misura vibrante funge da "sistema di riferimento rotante" e il fluido che scorre al suo interno funge da "oggetto in movimento".

Azionamento a vibrazione del tubo di misura: Il tubo di misura del flussometro (solitamente a forma di U, diritto o a doppia curva) viene azionato da un attuatore a una frequenza fissa (frequenza naturale) per eseguire una vibrazione alternata periodica (simile alla vibrazione di un diapason). In assenza di flusso di fluido all'interno del tubo, la vibrazione del tubo di misura è simmetrica e le fasi di vibrazione alle estremità di ingresso e di uscita del tubo sono perfettamente coincidenti.

Differenza di fase causata dal flusso del fluido Quando il fluido scorre dall'estremità di ingresso all'estremità di uscita all'interno del tubo vibrante:

Quando il fluido vibra verso l'alto insieme al tubo di misura, è soggetto a una forza di Coriolis che ostacola la vibrazione, provocando uno sfasamento all'estremità di ingresso del tubo.

Quando il fluido vibra verso il basso insieme al tubo di misura, è soggetto a una forza di Coriolis che amplifica la vibrazione, provocando un anticipo di fase all'estremità di uscita del tubo.

Questa differenza di forza provoca una differenza di fase tra l'estremità di ingresso e quella di uscita del tubo di misura, e l'entità di tale differenza di fase è direttamente proporzionale alla portata massica del fluido.

Rilevamento e calcolo del segnale I sensori (come i sensori elettromagnetici) sono installati ad entrambe le estremità del tubo di misura per rilevare i segnali di fase di vibrazione. Il trasmettitore del flussometro converte il segnale di differenza di fase in un segnale elettrico e quindi calcola la portata massica del fluido tramite un algoritmo integrato (misurazione diretta senza necessità di compensazione di temperatura e pressione). Allo stesso tempo, la frequenza naturale del tubo di misura è correlata alla densità del fluido al suo interno, quindi la densità del fluido può essere calcolata anche attraverso la frequenza di vibrazione.

Caratteristiche principali (in combinazione con i parametri tecnici del flussometro)

Misurazione diretta della portata massica: a differenza dei misuratori di portata volumetrici (come i misuratori di portata a vortice e elettromagnetici), non è necessaria alcuna conversione tramite densità, pertanto la precisione e la ripetibilità sono meno influenzate dalle condizioni operative.

Ampia applicabilità ai fluidi: può misurare liquidi, gas e flussi multifase (come liquidi contenenti bolle e sospensioni) ed è particolarmente adatto per fluidi ad alta viscosità, alta temperatura e alta pressione.

Vantaggi nei parametri tecnici: la precisione può generalmente raggiungere ±0,1%～±0,5%, e la ripetibilità può raggiungere ±0,02%～±0,1%, in conformità con gli standard internazionali quali ISO 9104 e ASTM D5125.