Coriolis mass flowmeters สำหรับการวัดของเหลวและก๊าซ

อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมีวิธีการวัดอัตราการไหลที่หลากหลาย ในช่วงเวลาที่ผ่านมา เครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis mass flowmeters ได้กลายเป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่ผู้ผลิตและผู้ใช้งานสำหรับการวัดของเหลวและก๊าซ ถึงแม้ว่าเครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis จะมีต้นทุนเริ่มต้นที่สูงกว่าเครื่องวัดประเภทอื่นๆ แต่ความแม่นยำในการวัดมวลที่เหนือกว่าและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่าได้ส่งผลให้ความต้องการเครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

Coriolis mass flowmeters คืออะไร

เครื่องวัดการไหลของมวล Coriolis เป็นอุปกรณ์ที่ล้ำสมัยซึ่งใช้ประโยชน์จากแรง Coriolis ในการวัดอัตราการไหลของมวลในของไหลได้ทุกประเภทด้วยความแม่นยำที่สูงที่สุด ของเหลวจะไหลผ่านท่อที่มีการสั่นสะเทือน ซึ่งทำให้เกิดแรง Coriolis และนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเฟสของการสั่นสะเทือนระหว่างจุดเข้าและจุดออก ด้วยการที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวภายในของเหลว จึงไม่เกิดการสึกหรอ ทำให้การบำรุงรักษามีความจำเป็นน้อยที่สุด

Coriolis flow meters ทำงานอย่างไร ?

อุปกรณ์วัดการไหลแบบ Coriolis ทำงานโดยใช้แอคทูเอเตอร์ให้ท่อขนาดเล็กสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องรอบความถี่ธรรมชาติ มีเซ็นเซอร์สองตัวติดตั้งอยู่ตามท่อเพื่อวัดการโก่งตัวของท่อที่สั่นสะเทือน หากไม่มีก๊าซหรือของเหลวไหลผ่านท่อ เซ็นเซอร์ทั้งสองจะวัดการโก่งตัวที่เหมือนกันในเวลาเดียวกัน แต่เมื่อมีก๊าซหรือของเหลวไหลผ่าน มวลของของเหลวจะทำให้เกิดการบิดเพิ่มเติมในท่อเนื่องจากความเฉื่อย ความแตกต่างในการโก่งตัวระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองนี้ หรือที่เรียกว่า ‘การเปลี่ยนเฟส’ จะเป็นการวัดการไหลของมวลโดยตรง โดยการเปลี่ยนเฟสนี้จะมีสัดส่วนกับอัตราการไหลของมวล คือ การเปลี่ยนเฟสที่มากขึ้นจะบ่งบอกถึงอัตราการไหลของมวลที่สูงขึ้น

เอฟเฟกต์โคริโอลิสไม่เพียงแต่วัดอัตราการไหลของมวลเท่านั้น แต่ยังวัดความหนาแน่นของของเหลวได้อีกด้วย! ในขณะที่การเปลี่ยนเฟสช่วยในการวัดอัตราการไหล ความถี่การสั่นสะเทือนธรรมชาติกลับเป็นตัววัดความหนาแน่นของของไหล ของเหลวที่มีความหนาแน่นสูงจะมีความถี่การสั่นสะเทือนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับของเหลวที่มีความหนาแน่นน้อย ดังนั้น ความถี่การสั่นสะเทือนจึงเป็นตัวชี้วัดความหนาแน่นของของเหลวหรือก๊าซได้โดยตรง การวัดอัตราการไหลของมวลและความหนาแน่นสามารถทำได้อย่างอิสระจากกันด้วยเครื่องมือเดียวกัน ซึ่งเป็นการยืนยันถึงความสามารถของเครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิส

Coriolis flow meter เทียบกับ Thermal flow meter

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิสมีความสามารถในการวัดการไหลของมวลอย่างตรงไปตรงมา ซึ่งช่วยลดความผิดพลาดที่อาจเกิดจากลักษณะทางกายภาพของของเหลว ในขณะที่เครื่องวัดการไหลแบบความร้อนสามารถวัดการไหลของมวลได้แบบทางอ้อม ความแตกต่างในวิธีการวัดนี้ส่งผลต่อการเลือกใช้อุปกรณ์ในแอปพลิเคชันทั่วไป

เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนใช้ความจุความร้อนของของเหลวในการวัดอัตราการไหลของมวล โดยมีเครื่องทำความร้อนและเซ็นเซอร์อุณหภูมิหนึ่งหรือสองตัวเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ พลังงานที่ใช้ในการทำความร้อนจะถูกวัดด้วยเซ็นเซอร์เดียว หรือจะวัดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสอง ซึ่งจะสัมพันธ์โดยตรงกับอัตราการไหลของมวล เครื่องมือนี้มักใช้กับก๊าซโดยเฉพาะ อ่านบทความเพิ่มเติมเกียวกับ Thermal flow meter

การเผชิญความท้าทายของเครื่องวัดอัตราการไหลโคริโอลิส

เครื่องมือ Coriolis ที่ตั้งค่าให้เซ็นเซอร์สั่นสะเทือนโดยแอคทูเอเตอร์อาจได้รับการรบกวนจากการสั่นสะเทือนภายนอกที่มีความถี่ใกล้เคียงกัน การระบุและควบคุมแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญในการลดผลกระทบต่อการวัด วิธีหนึ่งคือการย้ายเครื่องวัดการไหลของโคริโอลิสไปยังสถานที่ที่มีความเสี่ยงน้อยกว่า หรือการปรับเปลี่ยนตำแหน่งของอุปกรณ์โดยใช้บล็อกมวลที่ใหญ่กว่าเพื่อแยกส่วน รวมถึงการใช้แดมเปอร์และท่ออ่อนเพื่อลดการสั่นสะเทือนที่อาจเกิดขึ้น

การใช้เครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis นับเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยม

เครื่องวัดการไหลของมวลที่ใช้หลักการ Coriolis นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการวัดการไหลของมวลในก๊าซหรือของเหลวผสมที่มีความแตกต่างหรือไม่ทราบลักษณะ รวมถึงการวัดก๊าซที่มีความวิกฤติ ด้วยความสามารถในการวัดการไหลของมวลโดยตรง ช่วยลดความผิดพลาดที่เกิดจากคุณสมบัติทางกายภาพของของเหลว นอกจากนี้ เครื่องมือเหล่านี้ยังมีความแม่นยำสูงและสามารถทำซ้ำได้ดี เครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis จึงเป็นเครื่องมือที่มีความน่าเชื่อถือ ยืดหยุ่น และมีความแม่นยำสูงสุด

• เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิสได้พัฒนาความแม่นยำและคุณภาพในการสกัดสารประกอบธรรมชาติจากวัตถุดิบอย่างพืชอย่างอัตโนมัติ การควบคุมการไหลของ CO2 และการรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมช่วยให้การสกัดเป็นไปอย่างเฉพาะเจาะจงและมีความแม่นยำสูง
• ในการวิจัยของเยอรมันเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ การควบคุมระดับของเหลวในภาชนะปฏิกรณ์สองถังที่มีจุลินทรีย์เป็นสิ่งจำเป็น การใช้เครื่องวัดการไหลแบบโคริโอลิสช่วยให้สามารถรักษาระดับของเหลวได้อย่างแม่นยำ
• การทดสอบผลของยาใหม่ที่พัฒนาขึ้น การให้ยาที่สามารถทำซ้ำได้และมีความแม่นยำสูงโดยใช้เครื่องวัดการไหลแบบโคริโอลิสร่วมกับปั๊มเป็นสิ่งสำคัญ

ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Coriolis ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเนื่องจากหลายปัจจัย โดยเฉพาะความแม่นยำในการวัดที่สูงที่สุดในบรรดาเครื่องมือวัดการไหล การออกแบบที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวทำให้ Coriolis ไม่มีปัญหาเรื่องการบำรุงรักษาและการสึกหรอเหมือนเครื่องวัดอื่นๆ นอกจากนี้ยังต้องการการสอบเทียบน้อยลงเมื่อเทียบกับเครื่องมือวัดอื่นๆ

มีการถกเถียงกันในหมู่ผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องวัดการไหลของมวลโคริโอลิสว่าเป็นผลมาจากเอฟเฟกต์โคริโอลิสหรือไม่ หลายคนเชื่อว่าการทำงานของมันขึ้นอยู่กับผลกระทบของความเฉื่อยมากกว่า อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะมีการอธิบายหลักการทางวิทยาศาสตร์อย่างไร ข้อมูลที่มีอยู่ชี้ให้เห็นว่าเครื่องวัดการไหลของมวลโคริโอลิสนั้นทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม่นยำ และสามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย