CO2 kütle akış ölçer

İçindekiler Tablosu

CO2 Hacim Akışını Ölçmede Karşılaşılan Zorluklar
Endüstriyel Üretimde CO2 Kütle Akış Ölçerlerinin Önemi
Hacim Akış Hızı ve Kütle Akış Hızı Arasındaki İlişki
Dolaylı Kütle Akış Ölçerler ve Sınırlamaları
Doğrudan Kütle Akış Ölçerler: Parametre Telafisi Olmadan Doğru Ölçüm
CO2 Ölçümü için Doğrudan Kütle Akış Ölçer Türleri
CO2 gaz akış ölçümü için termal kütle akış ölçer
CO2 için termal kütle akış ölçer nasıl çalışır?
CO2 kütle akış ölçümü için termal kütle akış ölçer kullanmanın avantajları
CO2'yi ölçmek için Coriolis kütle akış ölçeri
Coriolis kütle akış ölçeri Co2 kütle akış ölçümü için nasıl çalışır?
CO2 kütle akış ölçerinin özellikleri
Kriyojenik CO2 akış ölçümü için Coriolis akış ölçer
Mikro CO2 kütle akış ölçer
Termal Gaz Mikro Akış Ölçerler
Coriolis Mikro Akış Ölçerler

CO2 Hacim Akışını Ölçmede Karşılaşılan Zorluklar

Günümüzde yaygın olarak kullanılan çoğu Co2 akış ölçer, hacim gazı akışını ölçmek için tasarlanmıştır. Ancak, bir CO2 gazının hacmi, sıcaklığı, basıncı ve diğer parametrelerinden etkilendiğinden, bu koşullardaki herhangi bir değişiklik, ölçülen hacim akışının standart veya üzerinde anlaşılan koşullar altında karşılık gelen bir değere ayarlanmasını gerektirir. Pratikte, sıcaklık ve basınçtaki sık dalgalanmalar, bu dönüşümleri zamanında gerçekleştirmeyi zorlaştırır ve bazen imkansız hale getirir. Sonuç olarak, CO2 gazı ölçümü için kütle akış ölçerleri kullanma konusunda artan bir tercih vardır.

Endüstriyel Üretimde CO2 Kütle Akış Ölçerlerinin Önemi

Endüstriyel üretimde, CO2 kütle akış ölçerler ürün kalitesini kontrol etmek, üretim sırasında çeşitli malzemelerin karışım oranlarını belirlemek, maliyet muhasebesi yapmak ve üretim sürecine otomatik ayarlamalar sağlamak için olmazsa olmazdır. Endüstriyel üretim teknolojisi ilerledikçe ve süreç otomasyonu arttıkça, CO2 kütle akış ölçümünün önemi artmaya devam etmektedir.

Hacim Akış Hızı ve Kütle Akış Hızı Arasındaki İlişki

Hacim akış hızı qv ile kütle akış hızı qmis arasındaki ilişki şu şekilde verilir:

(1-1)

veya

(1-2)

Nerede:

• ρ ölçülen sıvının yoğunluğudur (kg/m³ cinsinden);
• A, akışın kesit alanıdır (genellikle boru hattı kesiti), m² cinsinden;
• V, A kesitindeki ortalama akış hızıdır (m/s cinsinden).

Dolaylı Kütle Akış Ölçerler ve Sınırlamaları

CO2 Kütle akış ölçerler iki kategoriye ayrılabilir: dolaylı (veya türev) ve doğrudan. Dolaylı kütle akış ölçerler önce CO2 hacim akışını ölçer ve sonra bunu bir yoğunluk ölçer ve bir çarpan aracılığıyla elde edilen sıvının yoğunluğuyla çarpar. Yapılarının ve bileşenlerinin sınırlamaları nedeniyle, yoğunluk ölçerler yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında etkili bir şekilde çalışamaz ve bu nedenle kütle akışını hesaplamak için sabit bir yoğunluk değerine güvenir. Ancak, sıvı yoğunluğu basınç ve sıcaklığa göre değiştiğinden, değişen koşullar altında sabit bir yoğunluk değeri kullanmak önemli kütle akışı ölçüm hatalarına neden olur ve parametre telafisini gerektirir. Bu, sıvının sıcaklığını ve basıncını algılayan ve bunları matematiksel bir model kullanarak otomatik olarak karşılık gelen yoğunluk değerine dönüştüren sıcaklık ve basınç telafili akış ölçerlerin geliştirilmesine yol açtı. Bu yoğunluk değerinin ve hacim akışının çarpımı kütle akışı ölçümünü sağlar. Bu tür ölçerler bu nedenle sıcaklık ve basınç telafili kütle akış ölçer olarak adlandırılır ve endüstride yaygın olarak kullanılır.

Doğrudan Kütle Akış Ölçerler: Parametre Telafisi Olmadan Doğru Ölçüm

Öte yandan, doğrudan kütle akış ölçerler kütle akışıyla doğrudan ilişkili nicelikleri ölçer ve kütle akışını temsil eden çıkış sinyalinin ortamın basıncından, sıcaklığından ve diğer parametrelerden bağımsız olmasını sağlar. Bu yaklaşım, değişen koşullar altında yoğunluk, sıcaklık ve basınç arasındaki doğrusallık varsayımlarıyla ilişkili karmaşıklıkları ve yanlışlıkları ve sıcaklık ve basınç telafisinin hantal doğasını ele alır.

CO2 Ölçümü için Doğrudan Kütle Akış Ölçer Türleri

Doğrudan kütle akış ölçerler, kütle akışını doğrudan ölçüm elemanları aracılığıyla algılar. Momentum ve momentum momenti tipleri, atalet kuvveti tipleri, Coriolis kütle akış ölçeri, diferansiyel basınç tipleri, titreşim tipleri ve termal kütle akış ölçeri dahil olmak üzere çeşitli doğrudan kütle akış ölçer tipleri vardır.

CO2 gaz akış ölçümü için termal kütle akış ölçer

CO2 için termal kütle akış ölçer nasıl çalışır?

Doğrudan kütle akış ölçerinin bir türü olan termal kütle akış ölçer , son yıllarda hızlı bir gelişme göstermiştir. Temel çalışma prensibi, ölçülen CO2'yi ısıtmak için harici bir ısı kaynağı kullanmayı ve ardından CO2 akışının neden olduğu sıcaklık alanındaki değişiklikleri tespit ederek CO2 kütle akışını belirlemeyi içerir. Sıcaklık alanındaki bu değişiklik, ısıtıcının yukarı ve aşağı akış uçları arasındaki sıcaklık farkıyla gösterilir. Sıvının kütle akış hızı qm ile ısıtıcı boyunca sıcaklık farkı arasındaki ilişki şu şekilde verilir:

(1-3)

Nerede:

• P ısıtıcı gücüdür,
• J ısı eşdeğeridir,
• Cp, sıvının sabit basınçtaki özgül ısısıdır,
• Δt ısıtıcının ön ve arka uçları arasındaki sıcaklık farkıdır.

Bu denklemden, sabit güç yönteminde sıcaklık farkı Δt'nin CO2 kütle akış hızı qm ile ters orantılı olduğu görülebilir. Sıcaklık farkı Δt ölçülerek kütle akış hızı qm belirlenebilir. Tersine, sabit sıcaklık farkı yönteminde ısıtıcı giriş gücü P , kütle akış hızı qm ile doğru orantılıdır. Isıtıcı giriş gücü P ölçülerek qm değeri elde edilebilir. Sabit sıcaklık farkı yöntemi, daha basit ilişkiselliği ve daha kolay ölçüm süreci nedeniyle pratikte genellikle tercih edilir; CO2 kütle akış hızı qm , bir güç ölçerden güç P okunarak doğrudan belirlenebilir ve bu nedenle yaygın olarak kullanılır.

CO2 kütle akış ölçümü için termal kütle akış ölçer kullanmanın avantajları

√ Proses gazı giriş miktarı kontrolü ve üretim süreci için büyük önem taşıyan CO2 gazının kütle akışını doğrudan ölçebilir.
√ Termal gaz akış ölçer sensöründe gaz akışı ölçümü yapılırken hareketli parça bulunmadığından mekanik aşınma ve bakım söz konusu olmaz.
√ Anlık CO2 akışını ölçebilir ve tepki hızı hızlıdır.
√ Geniş ölçüm aralığı: Maksimum akış hızının minimum ölçüm aralığına oranı 100:1'e ulaşabilir, bu da gaz türbini akış ölçerleri ve gaz girdap akış ölçerlerine kıyasla çok geniş bir ölçüm aralığına sahiptir.
√ Büyük boru hattı gazının CO2 akışının ölçümünde kullanılabilen hat içi gaz akış ölçerleri veya yerleştirme termal gaz akış ölçerleri mevcuttur.

CO2'yi ölçmek için Coriolis kütle akış ölçeri

Coriolis kütle akış ölçeri Co2 kütle akış ölçümünde nasıl çalışır.

Coriolis kütle akış ölçeri, Coriolis kuvvetinin değişimini ölçerek kütle akış hızının boyutunu yansıtır. Coriolis kuvveti olarak adlandırılan kuvvet, referans çerçevesinde düzgün açısal hızla dönen bir nesne için, eylemsiz merkezkaç kuvvetine ek olarak, nesnenin hareket durumunu tanımlamak için Newton'un ikinci yasasını kullanmak amacıyla dönen referans çerçevesindeki gözlemciye başka bir eylemsiz kuvvet eklenmesi gerektiği gerçeğini ifade eder. Bu kuvvet Coriolis kuvveti veya kısaca Coriolis kuvvetidir. Örneğin, bir disk dönen bir referans çerçevesi olarak kullanılırsa ve disk merkez ekseni etrafında açısal hızıyla dönerse, nesnenin diskin yarıçapı boyunca diske göre düzgün bir düz çizgide dönüş merkezinden bir hızla hareket ettiği varsayılır. Eylemsiz merkezkaç kuvvetine ek olarak, nesne Coriolis kuvvetinden de etkilenir. Coriolis kuvvetinin büyüklüğü, diskin açısal hızı ve nesnenin radyal hızı tarafından belirlenir. Coriolis kuvvetinin f ile gösterildiğini varsayarsak ifadesi şu şekildedir:

(1-4)

Formülde:

m—hareket eden nesnenin kütlesi
v- Dönen bir referans çerçevesindeki bir cismin hızı
`w- Dönen referans çerçevesinin açısal hızı.

Denklemin gösterdiği gibi, Coriolis kuvvetinin varlığı, radyal hız ile açısal hızın aynı anda bulunmasına bağlıdır; hızlardan biri sıfırsa Coriolis kuvveti oluşmayacaktır.

Denklem (1-4)'ten, dönme açısal hızı sabit olduğunda Coriolis kuvveti fc'nin kütlenin CO2'si ve nesnenin hızıyla doğru orantılı olduğu açıktır. Bu ilke, kütle akışını ölçmek için Coriolis kuvvetini kullanmanın temel teorik temelini oluşturur. Akış ölçümünde, ölçülen CO2 belirli bir açısal hızda dönen hareketli bir borudan akıtılır, böylece akış hızı ve açısal hızın aynı anda var olması sağlanır. Bu hareketli boruya akış ölçüm tüpü denir. Ölçüm tüpü, periyodik olarak dönerek veya titreşerek gerekli koşulları sağlayabilir. Sıvı ölçüm tüpünden aktığında, nispeten basit bir yapıda olsa da açısal hızdaki periyodik değişiklikler nedeniyle Coriolis etkisini yaşar.

CO2 kütle akış ölçerinin özellikleri

↗ Mikro CO2 kütle akış ölçer DN1,5 ila DN200 (8 inç) aralığındaki gaz akış boyutları için tasarlanmıştır
↗ Yüksek yoğunluklu gazlar için gaz kütle akışının doğrudan ölçümü
↗ Elektronik göstergeler, 4-20mA, RS485 ve toplu kontrol seçenekleriyle donatılmıştır
↗ Gaz kütle akışının ölçülmesinde yüksek doğruluk
↗ CO2 veya LPG gaz akışının izlenmesi gibi yüksek basınçlı gaz akışı uygulamaları için idealdir
↗ Ayrıca ultra düşük sıcaklıktaki CO2 kütle akışını da ölçebilir
↗ Gaz akış hızının kilogram/saniye (kg/s) veya kg/saat, t/saat, kütle akış birimi cinsinden dijital okumaları

Kriyojenik CO2 akış ölçümü için Coriolis akış ölçer

Coriolis akış ölçerler, özellikle son derece düşük sıcaklıklarda hassas kütle akış ölçümü gerektiren uygulamalarda, kriyojenik CO2 ölçümü için oldukça etkilidir. Bu ölçerler, CO2'nin titreşimli tüplerden akması sırasında oluşan Coriolis kuvvetinin ölçülmesiyle sıvının kütle akış hızının belirlendiği Coriolis etkisinden yararlanır. Kriyojenik CO2 için Coriolis akış ölçerlerin kullanılmasının temel avantajı, ultra düşük sıcaklıklarda bile oldukça doğru kalan doğrudan kütle ölçüm kabiliyetlerinde yatmaktadır. Ek olarak, akış düzelticilere veya sıcaklık telafisine ihtiyaç duymadan mükemmel tekrarlanabilirlik ve güvenilirlik sağlarlar. Bu, onları kriyojenik depolama, taşıma ve CO2'nin süperkritik veya sıvı halinde tutulmasının hayati önem taşıdığı endüstriyel proseslerde hassas dozajlama gibi uygulamalar için ideal hale getirir.

Mikro CO2 kütle akış ölçer

Ayrıca CO2 için mikro kütle akış ölçerler de sunuyoruz. Bunlara öncelikle termal gaz mikro akış ölçerleri ve Coriolis akış ölçerleri dahildir.

Termal Gaz Mikro Akış Ölçerler, son derece düşük akış hızlarını yüksek hassasiyetle ölçmek için tasarlanmıştır. Algılayabildiğimiz minimum akış 2 ml/dakika kadar düşüktür, ancak yine de ± %1 FS'lik yüksek doğruluğu koruyabilir. CO2 ısıtılmış bir sensörden geçerken sıcaklıktaki değişiklikleri algılayarak çalışırlar. Avantajları arasında düşük akış hızlarına karşı yüksek hassasiyet, hareketli parça olmaması (bu da minimum bakım anlamına gelir) ve hızlı tepki süreleri bulunur. Bu ölçerler, laboratuvar araştırmaları, tıbbi cihazlar ve çevresel izleme gibi küçük gaz miktarlarının hassas kontrolünü gerektiren uygulamalar için idealdir.

Öte yandan Coriolis Mikro Akış Ölçerler , CO2'nin titreşen tüplerden akmasıyla oluşan Coriolis kuvvetini algılayarak kütle akışını doğrudan ölçer. Bu ölçerler, basınç ve sıcaklık değişimlerinden bağımsız olarak son derece doğru ve güvenilir kütle akışı ölçümleri sağlar. Özellikle ilaç üretimi, kimyasal işleme ve gıda ve içecek endüstrileri gibi hassasiyetin kritik olduğu uygulamalar için uygundurlar. Her iki tür ölçer de doğru CO2 kütle akışı ölçümünün hayati önem taşıdığı süreçlerde önemlidir ve her biri uygulama ihtiyaçlarına bağlı olarak benzersiz avantajlar sunar.