مزایای استفاده از فلومتر کوریولیس

فلومتر جرمی کوریولیس

فلومتر جرمی کوریولیس تنها فلومتری میباشد که قادر به اندازه گیری جریان جرمی همه سیالات از انواع مواد شیمیایی گرفته تا نفت، از آب گرفته تا انواع روغن و هر نوع سیالی را با چگالی های متفاوت اندازه گیری کند.

اساس اندازه گیری این نوع فلومترها استفاده از شتاب کوریولیس یا نیروی گریز از مرکز برای محاسبه فلوی سیالات میباشد. یکی از ویژگی های منحصر به فرد فلومترهای کوریولیس توانایی اندازه گیری همزمان چگالی و جریان جرمی سیالات میباشد. نمونه ای از فلومترهای کوریولیس در تصویر زیر مشاهده می شود.  هر فلومتر کوریولیس مطابق شکل زیر، دارای دو لوله اندازه گیری است که توسط یک تحریک کننده، به نوسان درمی آیند. با عبور جریان از داخل لوله اندازه گیری، به دلیل وجود اینرسی، حرکت پیچشی هم به نوسان اولیه اضافه می شود. دو سنسور به کار رفته در این سیستم، تغییر نوسان را به عنوان اختلاف فاز ثبت می کنند. این اختلاف فاز، نسبت مستقیمی با دبی جرمی سیال دارد. علاوه بر آن، با استفاده از فرکانسی که لوله اندازه گیری نوسان می کند، می توان چگالی سیال را به دست آورد.

یکی از تفاوت های اصلی این مدل با مدل های پیشین، اندازه گیری مستقیم دبی جرمی است که فلومتر کوریولیس را در کاربردهایی با چگالی و دمای متغیر، منحصر به فرد می سازد. پیشتر فلومتر های کوریولیس برای کاربردهای مایع استفاده میشدند. اما امروزه جریان سنج های کوریولیس می توانند برای اندازه گیری دقیق سیالات گازی نیز استفاده شوند. فلومترهای کوریولیس در طیف گسترده‌ای از  صنایع مانند صنایع شیمیایی، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنایع غذایی و دارویی، و سایر صنایع فرآیندی استفاده می‌شوند. فلومترهای کوریولیس تقریباً می توانند فلوی تمام انواع سیالات را اندازه گیری کنند. در ادامه به معرفی برخی از سیالاتی که فلومتر کوریولیس به سادگی فلوی عبوری آنها را اندازه گیری میکند اشاره میکنیم:

• آب
• کاستیک ها
• مواد شیمیایی
• اسیدها
• پاک کننده ها و حلال ها
• سوخت ها
• روغن های سیلیکون
• سیستم های تعلیق

مزایای جریان سنج جرمی Coriolis

فلومتر های کوریولیس یا فلومترهای جرمی یکی از انواع فلومترهایی در صنعت هستند که با اندازه گیری مستقیم مقدار جرم عبوری سیال از خطوط لوله، مقدار فلو را محسابه میکنند و از این حیث دارای دقت بسیار بالایی میباشند. در ادامه به معرفی برخی از مزیت های این نوع فلومتر جرمی اشاره خواهیم کرد:

اندازه گیری جریان جرم واقعی 

از آنجایی که فلومترهای کوریولیس مستقیمآ نرخ جرم عبوری سیال از خط لوله را اندازه گیری میکنند، مستقل از دما و فشار سیال، و همچنین مستقل از ویسکوزیته سیال هستند. این فلومترها همچنین علاوه بر اندازه گیری جریان جرمی سیال، قادر به اندازه گیری جریان حجمی و اندازه گیری لحظه ای چگالی سیال نیز میباشند. 

سنجش دما و چگالی سیال

همانطور که بالاتر نیز اشاره کردیم، فلومتر های کوریولیس توانایی اندازه گیری همزمان چگالی و دمای سیال را دارند. از فلومتر های جرمی به طور مشخص برای اندازه گیری چگالی سیال خط لوله نیز استفاده میشود.

دقت بسیار بالا 

فلومترهای کوریولیس به دلیل اینکه جرم سیال عبوری را با استفاده از تغییرات چگالی در خط لوله را اندازه گیری میکنند، مستقل از تغییرات تاثیر گذار روی فلوی عبوری و مستقل از تغییرات دما، فشار و ویسکوزیته سیال فرآیندی هستند. با این حال ویسکوزیته بالاتر به معنای دقت کمتر در فلومترهای کوریولیس میباشد. مایعات با ویسکوزیته بالا توسط فلومترهای جابجایی مثبت (Positive Displacement) بهتر اندازه گیری خواهند شد.

به همین جهت بسیار دقیق تر از سایر فلومترهای مبتنی بر اندازه گیری حجم عبوری سیال و یا فلومترهای مبتنی بر سرعت سیال هستند. چراکه در این فلومتر ها هرگونه تغییر در دمای سیال باعث تغییر در چگالی شده و اندازه گیری فلوی عبوری توسط فلومتر با خطا همراه خواهد شد. 

بدون نیاز به بخش ورودی و خروجی

مجددآ این نوع فلومترها به دلیل اینکه جرم سیال را اندازه گیری میکنند، هرگونه تغییر سرعت در سیال، تلاطم یا جریان های گردابی و سایر عواملی که روی دقت اندازه گیری فلومتر تاثی گذار هستند و برای سایر انواع فلومتر ها محدودیت هایی جهت نصب ایجاد میکنند، در دقت اندازه گیری آنها بی تاثیر میباشد و نیازی نیست قبل و بعد از آنها یا upstream و downstream خاصی برای آنها در نظر گرفته شود. 

بسیار دقیق و هزینه کم

این فلومترها بسیار بادوام هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند که منجر به هزینه مادام العمر بسیار کمتری نسبت به سایر انواع فلومترهای موجود در بازار می‌شود. کوریولیس متر برای کار با طیف وسیعی از سیالات و شرایط فرآیند، طراحی شده است. در نتیجه، می‌توان از آنها حتی با تغییر نرخ جریان بدون کالیبراسیون یا پیکربندی مجدد استفاده کرد. همچنین این فلومترها در محدوده عملیاتی وسیعی کار می‌کنند که آنها را برای کاربردهایی که دقت در آنها بسیار مهم است، ایده‌آل می‌کند. این ویژگی‌ها در کنار هم، کوریولیس متر را با حداقل هزینه‌ برای کاربردهای مختلف، کارآمد می کند.

همچنین عدم نیاز به عیب یابی و تعویض قطعات: فلومتر کوریولیس بدون قطعات متحرک است و به عنوان یک واحد کامل ساخته شده است، بنابراین نیاز به عیب یابی و تعویض قطعات کمتر است.

قابلیت تشخیص سریع خرابی

فلومتر کوریولیس می تواند به سرعت خرابی هایی مانند بارش ذرات جامد و یا تغییرات دما و فشار را تشخیص دهد. این اطلاعات به عملکرد بهتر و بالاتر فرآیندهای صنعتی منجر می شود.

قابلیت اتصال به انواع شبکه های اتوماسیون صنعتی

فلومتر های کوریولیس می تواند به شبکه های اتوماسیون صنعتی مانند PLC و DCS متصل شود و داده های دبی جریان را به سیستم کنترلی ارسال کند. این اتصال به دقت بیشتر و کاهش خطاهای های اندازه گیری منجر می شود. انواع شبکه های هارت، فیلدباس، مادباس و ... از انواع شبکه هایی میباشند که فلومتر های کوریولیس از آنها پشتیبانی میکنند.

معایب جریان سنج جرمی Coriolis

در ادامه توضیح مزایا و معایب فلومتر های جرمی کوریولیس باید به برخی از معایب و محدودیت های فلومترهای کوریولیس نیز اشاره کنیم:

دقت پایین در اندازه گیری سیالات دوفازی

فلومترهای کوریولیس معمولآ نسبت به اندازه گیری سیالات دوفازی (سیالات توام با ذرات جامد، ناخالصی و یا حباب) از دقت پایینی برخوردار هستند و بیشتر مناسب اندازه گیری فلوی سیالات عبوری تک فازی میباشند. 

حساسیت به لرزش

به دلیل ایجاد نوسان توسط پیکاپ کویل ها در مکانیزم این نوع فلومتر، فرکانس های اضافی ناشی از محیط، با فرکانس هایی که خود پیکاپ کویل های فلومتر تولید میکنند، تداخل پیدا کرده و روی دقت اندازه گیری آن به شدت تاثیر گذار میباشد. به همین جهت توصیه میشود برای نصب فلومتر های کوریولیس حتمآ قبل و بعد از فلومتر از لرزه گیر استفاده شود و حتی الامکان این فلومتر ها با فاصله های ایمن و مناسب نسبت به پمپ، توربین و کمپرسور ها نصب شوند.

افت فشار

سیال عبوری از فلومترهای کوریولیس به دلیل شکل داخلی تیوب های آن، همواه با یک افت فشار روبرو میباشد که این افت فشار  یکی از محدودیت ها و معایب این نوع فلومتر محسوب میشود. سایر انواع فلومترها مانند جریان سنج های الکترومغناطیسی یا التراسونیک این کاهش فشار را در اصول عملکرد خود ندارند. به همین دلیل گاهی اوقات برای کاهش افت فشار باید برای یک فلومتر کوریولیس سایز آن را را افزایش داد و از یک فلومتر بزرگتر از خط لوله استفاده کرد. یک فلومتر با اندازه بزرگتر دارای لوله های جریان بزرگتر خواهد بود و این لوله های بزرگتر افت فشار کمتری در خط لوله ایجاد می کنند. افت کمتر فشار به معنای نرخ جریان بالاتر در پایین دست است.

در فلومترهای کوریولیس با لوله های خمیده این افت فشار بیشتر میباشد. اما در فلومترهای کوریولیس با لوله های مستقیم افت فشار کمتری در خط ایجاد میشود. اما فلومترهای کوریولیس مستقیم (Straight) به دلیل اینکه لوله های آن نوسان کمتری دارند برای اندازه گیری فلوی سیالات با دبی بسیار کم مناسب نیستند.