Кориолисов расходомер

Кориоли́сов расходоме́р — средство измерения, использующее силу Кориолиса для измерения массового расхода жидкостей, газов. Также данные устройства используются для измерения расхода СУГ.

Датчик расхода массового преобразователя расхода

Схема работы кориолисова расходомера

Вид колебаний трубок кориолисового расходомера без потока жидкости. Амплитуда колебания для наглядности утрированно увеличена.

Вид колебаний трубок кориолисового расходомера с потоком жидкости

Принцип действия

Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется среда. Поток с определённой массой, движущийся через входные ветви расходомерных трубок, создает кориолисову силу, которая сопротивляется колебаниям расходомерных трубок. В повседневной жизни эта сила чувствуется, когда гибкий шланг извивается под напором прокачиваемой через него воды.

При неподвижной среде в трубках колебания трубок, возбуждаемые специальным устройством происходят в противофазе. При движении среды в трубках возникает разность фаз колебаний трубок, причём разность фаз пропорционален скорости среды в трубках, а следовательно пропорционален величине массового расхода. Именно разность фаз является информационным сигналом расхода которая измеряется и преобразуется электронной схемой в сигнал расхода.

Преимущества измерения кориолисовым расходомером:

• высокая точность измерений параметров;
• работают вне зависимости от направления потока;
• не требуются прямолинейные участки трубопровода до и после расходомера;
• надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды (только в случае если расходомер установлен на резиновые подставки-прокладки);
• длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей;
• измеряют расход сред с высокой вязкостью.

Литература

• Wang T. Coriolis flowmeters: a review of developments over the past 20 years, and an assessment of the state of the art and likely future directions / T. Wang, R. Baker // Flow Meas. Instrum. − 2014. — V. 40 № 1. — P. 99—123.
• Henry M. Self-validating digital Coriolis mass flow meter / M. Henry // Comput. Control Eng. — 2000. — V. 11, № 5. — P. 219—227.
• Marple S. L. Digital spectral analysis: with applications / S. L. Marple. — New Jersey: Prentice-Hall, 1987. — 492 p.
• Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов /А. Б. Сергиенко. — СПб.: Изд-во Питер, 2002. — 608 с.
• Rabiner L. R. Theory and application of Digital Signal Processing / L. R. Rabiner, B Gold — New Jersey: Prentice-Hall, 1975. — 762 p.
• Henry M. P. Prism Signal Processing for Sensor Condition Monitoring / M.P. Henry, O. Bushuev, O. Ibryaeva // 2017 IEEE 26th International Symposium on Industrial Electronics ISIE. — 2017. — V. 10, № 2. — P. 224—276.
• Huang N. E. A review on Hilbert-Huang transform: Method and its applications to geophysical studies / N.E. Huang, Z. Wu. //Reviews of geophysics. — 2008. — V. 46, № 2. — P. 1-23.
• Prony G. Essai experimental et analytique: sur les lois de la dilatabilite de fluides elastiques et sur celles de la force expansive de la vapeur de l’еau et de la vapeur de l’alkool, a differentes temperatures / G. Prony // J. E. Poly tech. — 1795. — V. 1, № 2. — P. 24-76.
• Kumeresan R. Prony method for noisy data: Choosing the signal components and selecting the order in exponential signal models / R. Kumaresan, D. W. Tufts, L. L. Scharf // Proceedings of the IEEE. — 1984. — V. 72, № 2. — P. 230—233.
• Hua, Y. Matrix Pencil Method for Estimating Parameters of Exponentially Damped/Undamped Sinusoids in Noise/ Y. Hua, T. K. Sarkar // IEEE Trans. Acoust. Speech Signal Process. — 1990. — V. 38, № 5. — P. 814—824.
• Ibryaeva O., Salov D. «Matrix Pencil Method for Coriolis Mass Flow Meter Signal Processing in Two-Phase Flow Conditions», 2017 International conference on Industrial Engineering (ICIE) to appear., pp. 4, 2017.
• Sarrazin F. Comparison between Matrix Pencil and Prony methods applied on noisy antenna responses / F. Sarrazin, A. Sharaiha, P. Pouliguen // Loughborough Antenna and Propagation Conference Loughborough Antennas & Propagation Conference. — 2011. — P. 1—44.
• Li M. Signal Processing Methods for Coriolis Mass Flow Metering in Two-Phase Flow Conditions / M. Li, M. P. Henry // in 2016 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). — 2016. — V. 1, № 1 — P. 1—14.
• Li M. Complex Bandpass Filteringfor Coriolis Mass Flow Meter Signal Processing / M. Li, M. P. Henry //in 42nd IEEE Industrial Electronics Conference. — 2016. -V. 1, № 1 — P. 133—137.
• Генри М. П. Метод матричных пучков для оценки параметров векторных процессов / М. П. Генри, О. Л. Ибряева, Д. Д. Салов, А. С. Семенов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Математическое моделирование и программирование» — 2017 — Т. 10, № 4. — С. 92 — 105.

Ссылки

• www.endress.com // mass flowmeters (англ.) Endress+Hauser