Coriolis Kütle Akış Ölçerin Geliştirilmesi ve Uygulanması

Özet: Bu makalede Coriolis kütle akış ölçerinin geliştirme süreci kısaca gözden geçirilmiş, geliştirme ve uygulama durumu özetlenmiş ve geliştirme eğilimlerine dikkat çekilmiştir.

Doğrudan kütle akış ölçümü ve hacimsel akış ölçer

Akış hızı, sıcaklık ve basınç ölçümleri, endüstriyel ölçüm alanında üç ana parametre ölçümünü oluşturur. Bunlar arasında akış hızı ölçümü en karmaşık ve en yüksek doğruluk gerektiren ölçümdür. Ekonomik, güvenilir ve emniyetli ölçümü, üretim sürecinde önemli bir rol oynar. Günümüzde akış ölçümü için oval dişli akış ölçerler, diferansiyel basınç akış ölçerleri, elektromanyetik akış ölçerler, türbin akış ölçerler, ultrasonik akış ölçerler vb. gibi birçok farklı tipte cihaz kullanılmaktadır ve bunların hepsi hacimsel akış ölçerler kategorisine girer.

Endüstrilerin Neden Doğrudan Kütle Akış Ölçüm Çözümlerine İhtiyacı Var?

Endüstriyel üretim alanında, malzeme dengesi, termal denge, depolama ve ekonomik muhasebe gibi nedenlerle, insanlar akan akışkanın kütlesini ölçmekle daha fazla ilgilenmektedir. Dolaylı bir kütle akış ölçer, bir hacimsel akış ölçer ve bir yoğunluk ölçerden oluşabilse de, yapısı karmaşıktır ve basınç ve sıcaklıktan etkilenerek büyük ölçüm hatalarına yol açar. Bu nedenle, metroloji teknisyenleri uzun zamandır boru hatlarındaki akışkanların kütle akış hızını doğrudan ölçebilen bir kütle akış ölçer geliştirmeyi ummaktadır.

Coriolis Akış Ölçer ile Elektromanyetik ve Türbin Akış Ölçerlerin Doğruluğu

Elektromanyetik veya türbin akış ölçerler gibi diğer teknolojilerle karşılaştırıldığında, Coriolis akış ölçerler daha yüksek doğruluk ve doğrudan kütle akışı ölçümü sağlar. Coriolis kütle akış ölçer (bundan sonra Coriolis akış ölçer olarak anılacaktır), Micro Motion tarafından 1977 yılında geliştirilen ve doğrusal hareket sırasında dönen bir sistemdeki bir akışkanın ürettiği kütle akış hızıyla orantılı Coriolis kuvveti prensibine dayanan yeni bir kütle akış ölçer türüdür. Akışkanın kütlesini doğrudan ve doğru bir şekilde ölçebilir ve aynı zamanda akışkan yoğunluk değerini elde edebilir. Şu anda en hızlı gelişen akış ölçerlerden biridir. Yıllar süren geliştirme çalışmalarının ardından, bu yeni kütle akış ölçer türü ölçüm performansını büyük ölçüde artırmış ve akış ölçümünde lider konuma gelmiştir.
İlgili makale: [ Coriolis ve Manyetik akış ölçer ]

---

Coriolis Kuvveti Kütle Akış Ölçeri Çalışma Prensibi ve Formülü

Coriolis akış ölçerinin temel çalışma prensibi Coriolis kuvvetidir. ω açısal hızıyla dönen bir disk üzerinde m kütleli bir nokta vardır. Nokta v hızıyla hareket eder ve bu noktada parçacık hayali bir atalet kuvvetine maruz kalacaktır.

Fc fonksiyonu, boyutu:

Formülde:
Fc Coriolis kuvvetidir;
M ölçülen parçacığın kütlesidir;
ω açısal hızdır;
V, dönen veya salınan bir sistemdeki radyal hızdır.

U-Tube Coriolis Akış Ölçer Titreşim ve Tork Ölçümü

Fc kuvveti, ω ve v ile belirlenen düzleme dik olan Coriolis kuvvetidir. Sıradan bir U-tüplü kütle akış ölçeri örneği ele alındığında, U-tüpü elektronik bir sürücünün etkisi altında 80 Hz frekansında düzgün bir şekilde titreşir. Coriolis kuvvetinin varlığı nedeniyle, akışkan U-tüpünün her iki tarafında zıt yönlerde akar ve ortaya çıkan Coriolis kuvveti, Şekil 1'de gösterildiği gibi tüp duvarına zıt yönlerde etki eder. Her iki taraftaki paralel tüplere etki eden kuvvetin zıt yönü nedeniyle, U-şekilli tüp bir M torkuna maruz kalır. U-şekilli tüp yukarı ve aşağı titreşirken, Şekil 2'de gösterildiği gibi yandan dönüşümlü olarak bükülmüş gibi görünür.

Coriolis Akış Ölçer Burulma Açısı ve Zaman Farkı Hesaplama Yöntemi

Tork M, FC ile orantılıdır ve FC de mv ile orantılıdır. Dolayısıyla, U şeklindeki borunun burulma açısı θ ölçülüp tork M hesaplandığı sürece, kütle akış hızı m değeri elde edilebilir. Burulma açısı θ'nin doğru bir şekilde ölçülmesinin zorluğu nedeniyle, θ açısı ile U şeklindeki borunun her iki ucundaki merkez denge noktasından geçen paralel düz borular arasındaki zaman farkı Δt arasındaki ilişki, θ açısının ölçülmesi ve böylece kütle akış hızının ölçülmesi için kullanılabilir.

---

Küresel Coriolis Akış Ölçer Pazarı

Yabancı Koch akış ölçerlerinin temsili üreticileri, sırasıyla %65 ve %25 pazar payına sahip Rosemount ve E+H'dir. Coriolis akış ölçerler pazara ancak 1980'lerin başında girmiş olsa da, sürekli gelişen teknik performans göstergeleri ve akıllılık seviyeleriyle akış ölçerlerin baskın ürünü haline gelmiştir. Yetkili uzmanlar, Coriolis akış ölçerin akış ölçümünde ana akım teknoloji olarak diğer kütle akış ölçer türlerinin ve belirli hacimsel akış ölçerlerin yerini alacağı yorumunu yapmıştır.

Coriolis Akış Ölçer Pazarı Büyüme Oranı ve Satış İstatistikleri 1991-2004

Piyasa satışları da bu noktayı kanıtlıyor: Birçok geleneksel akış ölçer pazar payında önemli bir düşüş yaşarken, yalnızca Koch akış ölçerler yıllık ortalama %16 büyüme oranıyla büyüyor. İstatistiklere göre, dünya çapında tahmini kurulu kapasite 1991 yılında 110.000 ila 130.000 üniteydi. 1995 yılında, akış ölçerlerin küresel satışları 3 milyar ABD dolarına ulaştı ve bunun 235 milyon ABD dolarını Coriolis akış ölçerler oluşturdu ve bu da yaklaşık %8'ini oluşturuyordu. Son beş yılda, çeşitli akış ölçerlerin dünya çapındaki ortalama yıllık satış geliri 2,2 milyar ABD doları oldu ve bunun 420 milyon ABD dolarını Coriolis akış ölçerler oluşturdu ve bu da %19'luk bir paya sahipken, diğer akış ölçer türleri %8'den daha az bir paya sahip.

Endüstriyel Otomasyon ve Coriolis Akış Ölçer Teknolojisi Araştırma Trendleri

Ancak endüstriyel üretimde otomatik bilgi algılama ve işleme teknolojisine olan talebin artmasıyla birlikte, akışkanların karmaşıklığı ve zorluğu nedeniyle ölçülemeyen endüstriyel parametreler ve durumlar, kütle akış hızı için izleme ve ölçüm gerekliliklerini ortaya çıkarmıştır. Bu nedenle, Amerika Birleşik Devletleri, Almanya, Birleşik Krallık ve Japonya gibi ülkeler yeni Coriolis akış ölçerler üzerinde teknolojik araştırmalar yürütmektedir. Bu yeni cihazların geniş pazar beklentileri ve yüksek kârlılıkları nedeniyle, ülkeler bu teknolojiye büyük yatırımlar yapmış ve bu teknolojinin zirvesini ele geçirmek için isteklidirler.

---

Çin Coriolis akış ölçer Geliştirme Durumu

Çin, Coriolis akış ölçerlerin araştırma ve uygulamasına nispeten geç başlamıştır. 1980'lerin ortalarından bu yana, Coriolis akış ölçerler bazı ithal komple ekipman setlerinde kullanılmaktadır. 1992 yılına gelindiğinde, çoğunluğu petrol ve kimya endüstrilerinde olmak üzere yaklaşık 2000 ünite kullanıma girmiştir. Son yıllarda, Coriolis akış ölçerlerin daha iyi anlaşılmasıyla birlikte, Çin'de kurulu Coriolis akış ölçer sayısı artmaya devam etmiş ve uygulama alanları daha da genişlemiştir. Ancak, bunların büyük çoğunluğu yurt dışından ithal edilmektedir.

silverinstruments.com'un SH-CMF ve SH-CMD serisi Coriolis akış ölçerleri yaklaşık 40 yıllık üretim deneyimine sahiptir. Üretim süreçlerinde mükemmelliği hedefliyoruz ve 40 yıllık uygulama deneyimimiz, kaliteli akış ölçerlerimizin çeşitli endüstrilerde istikrarlı ve mükemmel uygulamalara sahip olmasını sağlamıştır. Bazı özel endüstriyel uygulamalar için, 1000 bar yüksek basınçlı Coriolis akış ölçer, -260 santigrat derece ultra düşük sıcaklık, 400 santigrat derece ultra yüksek sıcaklık Coriolis akış ölçer ve tantal ve titanyum gibi özel kütle akış sensörü malzemeleri gibi çığır açan buluşlar gerçekleştirdik. Monel ve diğerleri gibi, teknolojik atılımlar gerçekleştirdik.


İlgili makale: [ Çin Coriolis Akış Ölçer Geliştirme ]

Çin Kimya Endüstrisinde Küçük Çaplı Gaz Kütle Akış Ölçerleri

Küçük boyutlu gaz kütle akış ölçerleri Çin'de yaygın olarak kurulmakta olup, esas olarak küçük ve orta ölçekli deneysel ekipmanlarda, çevrimiçi analiz ve tespit cihazlarında ve kimya ve petrokimya endüstrilerindeki yarı iletken endüstrisi üretiminde kullanılmaktadır. Büyük boyutlu gaz kütle akış ölçerleri esas olarak doğal gaz ve kömür gazını ölçmek için kullanılır. Miktar büyük olmasa da, beklentiler umut vericidir. Son yıllarda, Çin'de küçük ve orta ölçekli gaz kütle akış ölçerlerinin gelişimi hızlı olmuştur. Örnek olarak 1999'u ele alırsak, Çin'de toplam 2785 ünite kurulmuştur. Bunların 2150'si yerel olarak üretilen ünitelerdir (çoğunlukla Kimya Sanayi Bakanlığı'na bağlı Pekin Kimyasal Araştırma Enstitüsü, Jianzhong Enstrüman Fabrikası ve Shengye Şirketi gibi üreticilerden) ve çoğunlukla Brooks UN gibi şirketlerden ithal edilen cihazlardır. Kalibrasyon cihazlarının sınırlamaları nedeniyle, Çin'de şu anda çok az sayıda büyük çaplı gaz kütle akış ölçer üreticisi bulunmaktadır, ancak silverinstruments.com yaklaşık 918 lb/s akışı ölçebilen maksimum 12 inç Coriolis kütle akış ölçeri sunabilmektedir.

Çin Sıvı Kütle Akış Ölçer Geliştirme Zorlukları ve Pazar Büyümesi

Yüksek teknik zorluk ve uzun fayda döngüsü nedeniyle, sıvı kütle akış ölçerlerin gelişimi nispeten yavaştır. Bu ürünün geliştirilmesi birçok araştırma kurumu ve üniversite tarafından gerçekleştirilmiş olsa da, üretici sayısı son derece sınırlı ve üretim büyük değildir (çoğunlukla Kimya Sanayi Bakanlığı'na bağlı Pekin Kimyasal Araştırma Enstitüsü, Shanxi Taihang Enstrüman Fabrikası vb. dahil). Üretim büyük ölçüde ithalata dayanmaktadır, ancak talep her geçen yıl artmaktadır.

Çin'de Micro Motion Coriolis Akış Ölçer Satış Büyümesi 1992-2004

ABD'deki Micro Motion (MM) Şirketi'nin verilerine göre, şirketin Çin'deki toplam satışları 1992 itibarıyla 600 ünite, satış hacmi ise 1992 yılında 1.000 üniteydi. 1997 yılına gelindiğinde, Coriolis akış ölçerlerin kurulu adedi yaklaşık 3.500-4.500 üniteye ulaşmış, 2004 yılında ise 7.500 üniteye ulaşmıştı. Bu cihazlar, petrokimya, kimya, yapı malzemeleri, cam fabrikaları ve endüstriyel fırınların ölçüm ve kontrolünde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çin ve Uluslararası Coriolis Akış Ölçer Performans Karşılaştırması

Sıvı kütle akış ölçer üretimi oldukça zor olsa da, artık bazı teknolojik atılımlar gerçekleştirdik. Ulusal Metroloji Dairesi tarafından 2004 yılında MM Şirketi, E+H Şirketi ve Kimya Sanayi Bakanlığı'na bağlı Pekin Kimyasal Araştırma Enstitüsü tarafından üretilen ürünler üzerinde yapılan bir örneklem karşılaştırmasına göre, sonuçlar üç ürünün teknik göstergelerinin ve performansının temelde eşdeğer olduğunu göstermiştir.

Coriolis Kütle Akış Ölçer Uygulamaları Çeşitli Sektörlerde

Yüksek doğruluğu, aşınma direnci, geniş ölçüm ortamı aralığı ve çok parametreli ölçümü nedeniyle Coriolis kütle akış ölçerler petrol, kimya, havacılık, enerji, kağıt yapımı, gıda ve ilaç gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Coriolis Akış Ölçerler Kullanılarak Kağıt Endüstrisinde TiO2 Bulamacı Ölçümü

Kağıt üretim tesislerinde ileri kağıtların opaklığını ve parlaklığını ayarlamak için kullanılan TiO2, oldukça pahalı bir malzemedir. Suya asılı bir bulamaç olarak eklenir ve akış hızını ölçmek için genellikle bir elektromanyetik akış ölçer ile ölçülür. Boru hatlarındaki TiO2 tozu içeriğinde birçok faktör değişikliğe neden olabilir ve operatörler, kağıdın minimum parlaklık ve opaklık gereksinimlerini karşılamak için aşırı miktarda TiO2 eklemek zorunda kalır. Coriolis akış ölçer kullanımı, TiO2 içerik kontrolü sorununu çözerek, malzeme israfı olmadan ürün kalitesini garanti altına alabilir ve ekonomik faydaları artırabilir.

Reçine ve sertleştirici akış ölçümü

Kimya endüstrisinde, reçine ve sertleştiricinin karıştırılması gibi birçok proses, sabit bir oranda karıştırılan iki bileşenin sürekli kontrolünü gerektirir. Kontrol sisteminde iki Coriolis akış ölçer seçilmiştir ve iki bileşenin hız ayar pompalarını kontrol etmek için iki dönüştürücü kullanılır. Dönüştürücüler PID regülatörlerine sahiptir ve tüm sistem iki bileşenin oran kontrolünü sağlar.

Katı Katalizörlü Polipropilen Üretiminde Coriolis Akış Ölçerler

Polipropilen üretim sürecinde türbin veya hacimsel akış ölçerler, katı katalizör kullanımı nedeniyle hasara karşı hassastır; çözücülerin iletken olmayan yapısı nedeniyle elektromanyetik akış ölçerler de uygun değildir; 100-150 ℃'ye kadar ısıtılan katkı maddeleri, sıcaklık değişimleri nedeniyle diferansiyel basınç sensörlerinde kaplamalar oluşturarak ölçüm doğruluğunu etkiler ve katkı maddelerinin akış hızı ürün kalitesini doğrudan etkiler. Coriolis akış ölçer kullanımı, yukarıda belirtilen çeşitli faktörlerle sınırlı olmayıp doğru ölçüm sağlar.

Bira ve Viski Üretiminde Coriolis Akış Ölçer Uygulamaları

Bira üretim sürecinde şeker ve suyun karıştırılması gerekir ve bir Coriolis akış ölçer kullanılır. Yoğunluk çıktısı, operatöre şekerin çözünme derecesini gösterebilir. Yoğunluk çıktısı sabit olduğunda, çözünmenin homojen olduğu ve parti ve kalitenin etkili bir şekilde kontrol edilebileceği kanıtlanır. Viski ve diğer alkollü içeceklerin üretim sürecinde nişasta oranını kontrol ederek damıtma süresinden tasarruf etmek, üretimi artırmak ve tüm üretim sürecinin verimliliğini artırmak için kullanılır.
Diğer ilgili Coriolis akış ölçer uygulamaları

• [ Lateks Akış Ölçümü için Coriolis Akış Ölçer ]
• [ Klor-alkali endüstrisi için Coriolis akış ölçer ]
• [ Düşük Sıcaklıktaki Sıvı Hidrokarbon Karışımlarını Ölçmek İçin Coriolis Akış Ölçerler ]
• [ Klor gazı ölçümü için Coriolis kütle akış ölçer ]
• [ Coriolis Kütle yakıt akış ölçer ]

---

Coriolis Akış Ölçerin Endüstriyel Uygulamalardaki Avantajları ve Sınırlamaları

Coriolis akış ölçerin çalışma prensibi, yüksek doğruluk ve geniş ölçüm aralığı gibi olağanüstü avantajlarını belirlerken, aynı zamanda yüksek basınç kaybı, üretim ve montaj süreçlerinde yüksek gereksinimler ve dış titreşime duyarlılık gibi dezavantajları da vardır. Son on yılda, Coriolis akış ölçerlerin teknolojik seviyesi büyük ölçüde gelişmiş ve uygulama alanları giderek yaygınlaşmıştır. Coriolis akış ölçerin gelecekte daha da hızlı bir gelişim göstereceği öngörülebilir.

---

Coriolis Kütle Akış Ölçer Teknolojisinin Gelecekteki Geliştirme Trendleri

Coriolis akış ölçerinin araştırma ve uygulama alanındaki mevcut durumuna bakıldığında, ana geliştirme yönü şu şekildedir:

Endüstriyel Uygulamalar İçin Büyük Çaplı Coriolis Akış Ölçer Geliştirme

Yeni bir seri (büyük çaplı) kütle akış ölçerin geliştirilmesi. Cihazların uygulama alanını genişletmek amacıyla, çeşitli şirketler, farklı kullanıcıların ihtiyaçlarını karşılamak üzere orijinal küçük ve orta ölçekli ürünlere dayalı olarak büyük kalibreli, hatta ultra büyük kalibreli ürünler geliştirmiştir.

Çok Parametreli Coriolis Akış Ölçerler: Kütle Akışı ve Yoğunluk Ölçümü

Tek bir tabloya çok yönlü bir yaklaşım geliştirmek. Coriolis akış ölçer esas olarak sıvıların kütle akış hızını ölçmek için kullanılır, ancak çalışma prensibine göre sıvıların yoğunluğunu da ölçebilir. Bu ölçüm cihazı, yüksek basınç altında akan gazların artan yoğunluğu nedeniyle kütle akış hızını ölçmek için de kullanılabilir. silverinstruments.com'dan Coriolis akış ölçer, sıvı yoğunluğunu ölçebilir.

Coriolis Akış Ölçer Üretimi ve Montaj Hata Analizi

Coriolis akış ölçerler üzerindeki üretim ve montaj hatalarının etkisini ve sayısal ilişkisini analiz ederek, üretim ve montaj doğruluğu gerekliliklerini izin verilen ölçüm hatası aralığı içerisinde gevşetmek ve üretim ve montaj sürecinin zorluğunu azaltmak.

Düşük Yoğunluklu ve İki Fazlı Akışkan Uygulamaları için Coriolis Akış Ölçerler

Coriolis akış ölçerin uygulama alanını daha da genişleterek düşük yoğunluklu gaz ve gaz-sıvı iki fazlı akışkanların akış ölçümünü mümkün kılmak.

Coriolis akış ölçer hakkında daha fazla bilgiyi silverinstruments.com adresinden edinebilirsiniz: