Массалық шығын өлшегіші оның принциптеріне, түрлері мен қолданылуына нұсқау береді

Бүгінгі өнеркәсіптік процесті бақылауда сақтауды тасымалдау және есеп айырысу жүйелері сұйықтық массасының ағынын дәл өлшей алуы заттардың бірқалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз ету, өндірісте нақты пакеттерді бөлуге және сауданы өлшеуде әділ есеп айырысуға мүмкіндік беру үшін өте маңызды. Массалық шығын өлшегіштері қазір көптеген салаларда маңызды өлшеу құралдары болып табылады, өйткені олар көлемдік ағынды өлшеу құрылғыларына қарағанда дәлірек және сенімдірек (мысалы, турбиналық шығын өлшегіш, оң ығысу ағыны өлшегіш, магниттік шығын өлшегіш және т.б.). Бұл егжей-тегжейлі нұсқаулықта массалық шығын өлшегіштері деген не, олар не үшін жарамды, әртүрлі түрлері және олар үшін ең маңызды пайдаланулары туралы айтылады.

Массалық шығын өлшегіш дегеніміз не?

Массалық шығын өлшегіш - құбыр арқылы өтетін сұйықтықтардың массалық шығынын өлшейтін өте дәл құрал. Массалық шығын өлшегіштері, керісінше, температура, қысым, тығыздық немесе тұтқырлықпен өзгермейтін кг, тонна немесе фунт сияқты ағын бірліктерінде сұйықтықтардың тікелей массасын береді. Алайда көлемдік шығын өлшегіштері сұйықтық көлемін өлшейді (м3/сағ, CFM немесе GPM сияқты ағын бірліктері). Осы қабілетінің арқасында олар жоғары дәлдік пен жүйелілікті қажет ететін жағдайлар үшін қажет.

Массалық шығын өлшегіштері жұмыс істейтін көптеген физикалық принциптер бар, бірақ Кориолис эффектісі ең кең таралған және ең жақсы дәлдік болып табылады. Сұйықтық дірілдейтін өлшеу сенсорының екі түтігі арқылы қозғалғанда, ол массалық ағынның жылдамдығына пропорционал фазалық ығысулар немесе жиілік өзгерістерін тудырады. Coriolis масса ағынының таратқышы осы өзгерістерді байқап, үлкен дәлдікпен массалық ағынды дәл есептей алады.

Неліктен масса ағынын өлшеу маңызды?

Сандық өнеркәсіптік нақты қолданбаларда массаны өлшеу бірқатар себептерге байланысты көлемдік өлшеуге қарағанда әлдеқайда жақсы:

• Жақсырақ дәлдік

Кориолис массалық шығын өлшегіштері әдетте ±0,1%-дан ±0,2%-ға дейінгі дәлдікпен өлшейді, бұл дәстүрлі көлемдік шығын өлшегіштерге қарағанда әлдеқайда жақсы (Мысалы, ротаметрлер тек 1,0~1,5% дәлдікке ие болуы мүмкін). Бұл жоғары дәлдік сақтауды беру, топтастыру және сапаны бақылау үшін өте маңызды, мұнда тіпті кішкентай қателер немесе дәл емес өлшемдер теріс әсер етуі мүмкін.

• Процесс шарттарынан тәуелсіздік

Сұйықтықтың температурасы мен қысымының өзгеруі Coriolis сенсорының өлшеу нәтижесіне әсер етпейді, сондықтан өтемақы немесе түзету есептеулерін жасаудың қажеті жоқ (мысалы, EVC газ турбиналық шығын өлшегіш). Бұл мүмкіндік әсіресе қысым немесе температура сияқты жұмыс жағдайлары газ ағынын өлшеу кезінде жиі өзгеретін кейбір қолданбаларда пайдалы, өйткені көлемдік өлшемдер белгісіздік арттыратын күрделі түзетулерді қажет етеді.

• Тікелей масса ағынының деректері

Көптеген өндірістік процестерге көлемді деректердің орнына жаппай деректер қажет. Масса химиялық реакциялар, материалдарды араластыру және қанша энергия қажет екенін анықтау үшін маңызды. Массалық шығын өлшегіштері бұл ақпаратты тікелей береді, бұл түрлендіру қателерін азайтады және процесті басқаруды жеңілдетеді. Мысалы, газ турбиналық өлшегіштен есептелген азоттың шығыны 20 CFM болса, оны кг/сағ-қа айналдыру үшін дәл тығыздық мәнін алу қиын.

• Көппараметрлі өлшеу

Қазіргі заманғы массалық шығын өлшегіштер бір уақытта тығыздық, концентрация, брикс және температура сияқты бірнеше параметрді (массалық шығын бірлігі) өлшей алады. Бұл көп функционалдылық монтаждау құнын төмендететін және бүкіл жүйені пайдалануды жеңілдететін, сонымен қатар өлшеулерді сенімдірек ететін файлдық құралдардың аз қажет екенін білдіреді.

• Кең қолданыстар

Массалық шығын өлшегіштері сұйықтықтар, газдар, шламдар сияқты көптеген түрлі сұйықтықтармен жұмыс істей алады; Сондай-ақ ол өте төмен температурадағы оттегі өлшеуі, ультра жоғары қысымды азотты өлшеу, ультра тұтқыр асфальтты немесе шикі мұнайды өлшеу және жоғары абразивті тау-кен суспензиясын өлшеу сияқты қатты сұйықтықтарды өңдей алады.

Массалық шығын өлшегіштердің әртүрлі түрлері

Жұмыс істеу әдісіне байланысты массалық шығын өлшегіштердің екі негізгі түрі бар:

Тікелей масса ағынын өлшеу құралдары

Тікелей массалық шығын өлшегіштері қосымша есептерді немесе түрлендірулерді қажет етпестен массалық ағынның жылдамдығын өлшейді:

• Кориолис массалық шығын өлшегіштері

Кориолис өлшегіштері тікелей массалық шығын өлшегіштердің ең көп таралған түрі болып табылады. Олар Кориолис эффект принципін қолданады. Сұйықтық бір немесе бірнеше дірілдейтін түтіктер арқылы қозғалғанда, Кориолис күштері өлшеуге болатын фазада немесе жиілікте өзгерістер тудырады. Бұл есептегіштер өте дәл (әдетте ±0,1% немесе жақсырақ), сұйықтықтарды да, газдарды да өлшей алады, сонымен қатар тығыздықты бір уақытта өлшей алады. Олар сақтауды тасымалдауға, нақты топтамаға және жоғары құндылығы бар сұйықтықтарды өлшеуге өте ыңғайлы.

• Жылулық массалық шығын өлшегіштері

Жылу есептегіштері ағып жатқан сұйықтықты алып өтетін жылуды өлшеу арқылы массалық шығынды табу үшін жылу беру принциптерін пайдаланады. Олар газды өлшеуге арналған және әсіресе жартылай өткізгіштер өндірісінде, табиғи газды бақылауда және сығылған ауа жүйелерінде танымал. Бұл есептегіштерді газ үшін пайдалану арзан және көп техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді.

Жанама масса ағынын өлшеу

Жанама массалық шығын өлшегіштер көлемдік шығынды да, тығыздықты да өлшеу арқылы массалық шығынды есептейді:

• Тығыздық компенсациясы бар көлемдік шығын өлшегіш

Жанама бу массасын құйынды шығын өлшегіш арқылы өлшеу

Бұл әдіс турбина, құйынды немесе электромагниттік өлшегіш сияқты бөлек тығыздық өлшегіш пен көлемдік шығын өлшегішін пайдаланады. Масса ағынын табу үшін көлемдік ағынды тығыздыққа көбейту керек. Бұл шешім тікелей әдістер сияқты дәл болмауы мүмкін, бірақ кейбір пайдалану үшін арзанырақ болуы мүмкін.

• Компенсациялы дифференциалды қысымды өлшегіштер

Дифференциалды қысымды өлшегіш

Масса ағынының бағасын алу үшін өтемақы алу үшін RTD температура сенсорын және қысым сенсорын қосу арқылы дәстүрлі DP шығын өлшегіштерін (мысалы, саңылау тақталары, V-конус, сақиналы және вентури түтіктері) жақсартуға болады. Бұл жүйелер белгілі және өте ұзақ тарихы бар, бірақ олар әдетте тікелей массалық шығын өлшегіштері сияқты дәл емес. Дегенмен, оның әлі де жоғары қысымды табиғи газды өлшеу және қатты қыздырылған бу ағынын өлшеу сияқты кең қолданбалы мүмкіндіктері бар.

Жанама массалық шығын өлшегіштері әлдеқайда арзанырақ, бірақ олар әдетте тікелей өлшеу әдістеріне қарағанда дәлірек және сенімді емес. Олар сондай-ақ көбірек техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді, себебі нәтиже алу үшін оларда көбірек сенсорлар бар.

Массалық шығын өлшегіштер қолданбалары

• Өлшеу және процестерді бақылаудағы қолданбалар

Кориолис массалық шығын өлшегіштері нақты пакеттеуді және процесті қатаң бақылауды қажет ететін кен орындарында қолданылады. Химия өнеркәсібінде олар реакцияларға әртүрлі химиялық заттардың дұрыс мөлшері қатысатынына көз жеткізу үшін реакторларға түсетін шикізатты қадағалайды. Мұнай және газ өнеркәсібінде олар сауда мақсатында шикі мұнайды, табиғи газды, СКГ өлшеу үшін қолданылады. Тамақ және дәрі-дәрмек өнеркәсібі де қант, хош иістендіргіштер және белсенді ингредиенттер сияқты маңызды немесе қымбат ингредиенттерді қосуды мұқият бақылауға байланысты.

• Қатты жағдайларда және күрделі сұйықтықтарда қолданылады

Кориолис масса шығын өлшегіші күрделі және қатты сұйықтықтармен жұмыс істеуде тамаша. Ол Ньютондық емес сұйықтықтарды, көпіршіктері бар сұйықтықтарды және шикі мұнай, шайыр, меласса немесе шоколад пастасы сияқты өте жоғары тұтқырлығы бар сұйықтықтарды дәл өлшейді. Бұл басқа шығын өлшегіштері жиі өңдей алмайтын сұйықтықтардың түрлері. Сондай-ақ, ол балауыз, криогендік пропан, бұрғылау ерітіндісі, сұйық күкірт және т.б. ағынын өлшеу сияқты жоғары қысымды және жоғары температуралық жағдайларда өте жақсы жұмыс істейді. Өлі аймақтары мен қозғалмалы бөліктері жоқ массалық ағын сенсорының дизайны тазалауды жеңілдетеді және сүт өнімдерін немесе биофармацевтикалық препараттарды құбырлар арқылы тасымалдау сияқты гигиеналық мақсаттарға арналған қатаң санитарлық стандарттарға сәйкес келеді.

• Алынған параметрлерді өлшеуде және ақшаны үнемдеуде қолданады

Coriolis массалық шығын өлшегіштері тек массалық ағынды ғана емес, көп нәрсені өлшейді. Олар сондай-ақ сұйықтықтың тығыздығы мен температурасын өлшейді. Бұл қосымша мүмкіндік сұйықтық концентрациясы, алкоголь тазалығы, қант құрамы (Brix) немесе күкірт қышқылының концентрациясы сияқты маңызды факторларды жанама өлшеуге мүмкіндік беріп, олардың қолдану ауқымын айтарлықтай арттырады, бұл сізге көп бөлек сенсорлардың қажеті жоқ дегенді білдіреді.