масовий витратомір CO2

Зміст

Проблеми вимірювання об'ємного потоку CO2
Важливість вимірювачів масової витрати CO2 у промисловому виробництві
Зв’язок між об’ємною та масовою витратою
Непрямі масові витратоміри та їх обмеження
Прямі масові витратоміри: точні вимірювання без компенсації параметрів
Типи прямих масових витратомірів для вимірювання CO2
Термічний масовий витратомір для вимірювання витрати газу CO2
Як тепловий масовий витратомір працює для CO2?
Переваги використання теплового масового витратоміра для вимірювання масової витрати CO2
Масовий витратомір Коріоліса для вимірювання CO2
Як працює коріолісовий масовий витратомір для вимірювання масової витрати CO2
Особливості масового витратоміра CO2
Витратомір Коріоліса для кріогенного вимірювання потоку CO2
Масовий витратомір Micro CO2
Мікровитратоміри теплового газу
Коріолісові мікровитратоміри

Проблеми вимірювання об'ємного потоку CO2

Більшість витратомірів Co2, які широко використовуються сьогодні, призначені для вимірювання об’ємної витрати газу. Однак, оскільки на об’єм газу CO2 впливають його температура, тиск та інші параметри, будь-які зміни в цих умовах вимагають коригування виміряного об’ємного потоку до відповідного значення за стандартними або узгодженими умовами. На практиці через часті коливання температури та тиску своєчасне виконання цих перетворень стає складним, а іноді й неможливим. Отже, зростає перевага використанню масових витратомірів для вимірювання газу CO2.

Важливість масових витратомірів CO2 у промисловому виробництві

У промисловому виробництві масові витратоміри CO2 важливі для контролю якості продукції, визначення співвідношення змішування різних матеріалів під час виробництва, ведення обліку витрат і забезпечення автоматичного регулювання виробничого процесу. У міру розвитку технологій промислового виробництва та підвищення автоматизації процесів важливість вимірювання масового потоку CO2 продовжує зростати.

Зв’язок між об’ємною та масовою витратою

Співвідношення між об’ємною швидкістю потоку qv і масовою швидкістю потоку qmis визначається як:

(1-1)

або

(1-2)

Де:

• ρ – густина рідини, що вимірюється, кг/м³;
• A - площа поперечного перерізу потоку (зазвичай переріз трубопроводу), м²;
• V – середня швидкість течії на ділянці А, м/с.

Непрямі вимірювачі масової витрати та їх обмеження

Масові витратоміри CO2 можна класифікувати на дві категорії: непрямі (або похідні) і прямі. Непрямі масові витратоміри спочатку вимірюють об’ємний потік CO2, а потім множать його на щільність рідини, отриману за допомогою денситометра та множника. Через обмеження їхньої конструкції та компонентів густиноміри не можуть ефективно працювати в умовах високої температури та тиску, тому для розрахунку масової витрати покладаються на фіксоване значення густини. Однак, оскільки густина рідини змінюється залежно від тиску та температури, використання фіксованого значення густини за різних умов призводить до значних похибок вимірювання масової витрати, що вимагає компенсації параметрів. Це призвело до розробки витратомірів із компенсацією температури та тиску, які визначають температуру та тиск рідини та автоматично перетворюють їх у відповідне значення густини за допомогою математичної моделі. Добуток цього значення густини та об’ємної витрати забезпечує вимірювання масової витрати. Таким чином, цей тип лічильника називають масовим витратоміром з компенсацією температури та тиску, і він широко використовується в промисловості.

Прямі масові витратоміри: точні вимірювання без компенсації параметрів

З іншого боку, прямі масові витратоміри вимірюють величини, безпосередньо пов’язані з масовою витратою, гарантуючи, що вихідний сигнал, що представляє масову витрату, не залежить від тиску середовища, температури та інших параметрів. Цей підхід усуває складності та неточності, пов’язані з припущеннями лінійності між щільністю, температурою та тиском за різних умов, а також громіздкою природою компенсації температури та тиску.

Типи прямих масових витратомірів для вимірювання CO2

Прямі масові витратоміри визначають масову витрату безпосередньо через свої вимірювальні елементи. Існує кілька типів прямих масових витратомірів, включаючи типи імпульсу та моменту імпульсу, типи інерційної сили, масовий витратомір Коріоліса, типи диференціального тиску, типи вібрації та тепловий масовий витратомір.

Термічний масовий витратомір для вимірювання витрати газу CO2

Як тепловий масовий витратомір працює для CO2?

Термічний масовий витратомір , тип прямого масового витратоміра, отримав швидкий розвиток в останні роки. Його основний принцип роботи передбачає використання зовнішнього джерела тепла для нагрівання вимірюваного CO2, а потім визначення змін у температурному полі, викликаних потоком CO2, для визначення масового потоку CO2. Цю зміну в температурному полі вказує різниця температур між верхнім і нижнім кінцями нагрівача. Співвідношення між масовою витратою qm рідини та різницею температур у нагрівачі визначається як:

(1-3)

Де:

• Р - потужність нагрівача,
• J – тепловий еквівалент,
• Cp – питома теплоємність при постійному тиску рідини,
• Δt – різниця температур між передньою і задньою частинами нагрівача.

З цього рівняння можна помітити, що в методі постійної потужності різниця температур Δt обернено пропорційна масовій витраті CO2 qm . Вимірюючи різницю температур Δt , можна визначити масову витрату qm . І навпаки, у методі постійної різниці температур вхідна потужність нагрівача P прямо пропорційна масовій витраті qm . Вимірюючи вхідну потужність нагрівача P , можна отримати значення qm . Метод постійної різниці температур, як правило, є кращим на практиці через його більш простий зв’язок і легший процес вимірювання; масова витрата CO2 qm може бути безпосередньо визначена шляхом зчитування потужності P з вимірювача потужності, що робить його широко використовуваним.

Переваги використання теплового масового витратоміра для вимірювання масової витрати CO2

√ Він може безпосередньо вимірювати масовий потік газу CO2, що має велике значення для контролю кількості вхідного технологічного газу та виробничого процесу.
√ Датчик термічного витратоміра газу не має рухомих частин під час вимірювання витрати газу, тому немає механічного зносу та обслуговування.
√ Він може виміряти миттєвий потік CO2, і швидкість реакції висока.
√ Широкий діапазон вимірювання: відношення максимальної швидкості потоку до мінімального діапазону вимірювання може досягати 100:1, що має дуже широкий діапазон вимірювання порівняно з газовими турбінними витратомірами та газовими вихровими витратомірами.
√ Існують вбудовані газові витратоміри або вставні термічні газові витратоміри, які можна використовувати для вимірювання витрати CO2 у великому газопроводі.

Масовий витратомір Коріоліса для вимірювання CO2

Як працює коріолісовий масовий витратомір для вимірювання масової витрати CO2.

Масовий витратомір Коріоліса відображає величину масової витрати, вимірюючи зміну сили Коріоліса. Так звана сила Коріоліса означає той факт, що для об’єкта в системі відліку, що обертається з рівномірною кутовою швидкістю, на додаток до інерційної відцентрової сили необхідно додати іншу силу інерції до спостерігача в обертовій системі відліку. щоб використовувати другий закон Ньютона для опису стану руху об'єкта. Ця сила називається силою Коріоліса або скорочено силою Коріоліса. Наприклад, якщо диск використовується як обертова система відліку, і диск обертається навколо центральної осі з кутовою швидкістю, передбачається, що об’єкт рухається рівномірно прямолінійно відносно диска вздовж радіуса диска на швидкість від центру обертання. Крім відцентрової сили інерції, на об’єкт також діє сила Коріоліса. Величина сили Коріоліса визначається кутовою швидкістю диска і радіальною швидкістю об'єкта. Якщо припустити, що сила Коріоліса представлена f, її вираз:

(1-4)

У формулі:

m — маса рухомого тіла
v- Швидкість об'єкта в системі відліку, що обертається
`w- кутова швидкість обертової системи відліку.

Як вказує рівняння, існування сили Коріоліса залежить від одночасної наявності радіальної швидкості та кутової швидкості; якщо будь-яка швидкість дорівнює нулю, сила Коріоліса не буде створена.

З рівняння (1-4) очевидно, що коли кутова швидкість обертання постійна, сила Коріоліса fc прямо пропорційна CO2 маси та швидкості об’єкта. Цей принцип формує фундаментальну теоретичну основу для використання сили Коріоліса для вимірювання масової витрати. При вимірюванні потоку CO2, що вимірюється, протікає через рухому трубу, яка обертається з певною кутовою швидкістю, завдяки чому досягається одночасне існування швидкості потоку та кутової швидкості. Ця рухома труба називається трубкою для вимірювання витрати. Вимірювальна трубка може досягати необхідних умов шляхом періодичного обертання або вібрації. Коли рідина протікає через вимірювальну трубку, вона відчуває ефект Коріоліса через періодичні зміни кутової швидкості, хоча і має відносно просту структуру.

Особливості масового витратоміра CO2

↗ Призначений для розмірів потоку газу від мікро-масового витратоміра CO2 DN1,5 до DN200 (8 дюймів)
↗ Пряме вимірювання масової витрати газу для газів високої щільності
↗ Оснащений електронними дисплеями, 4-20 мА, RS485 і опціями керування партією
↗ Висока точність вимірювання масової витрати газу
↗ Ідеально підходить для додатків із потоком газу під високим тиском, наприклад для моніторингу потоку газу CO2 або LPG
↗ Може також вимірювати масовий потік CO2 при наднизькій температурі
↗ Цифрові показання витрати газу в кілограмах на секунду (кг/с) або кг/год, т/год, одиниці масової витрати

Витратомір Коріоліса для кріогенного вимірювання потоку CO2

Витратоміри Коріоліса дуже ефективні для вимірювання кріогенного CO2, особливо в програмах, які вимагають точного вимірювання масової витрати за надзвичайно низьких температур. У цих вимірювачах використовується ефект Коріоліса, коли масова швидкість потоку рідини визначається шляхом вимірювання індукованої сили Коріоліса, коли CO2 тече через вібраційні труби. Ключова перевага використання витратомірів Коріоліса для кріогенного CO2 полягає в їх можливості прямого вимірювання маси, яка залишається високоточною навіть за наднизьких температур. Крім того, вони забезпечують відмінну повторюваність і надійність без необхідності використання вирівнювачів потоку або температурної компенсації. Це робить їх ідеальними для таких застосувань, як кріогенне зберігання, транспортування та точне дозування в промислових процесах, де підтримка CO2 у його надкритичному або рідкому стані має вирішальне значення.

Масовий витратомір Micro CO2

Ми також пропонуємо мікромасові витратоміри для CO2, в основному включаючи мікровитратоміри теплового газу та витратоміри Коріоліса.

Термічні мікровитратоміри газу призначені для вимірювання надзвичайно низьких витрат з високою точністю. Мінімальний потік, який ми можемо виявити, становить лише 2 мл/хв, але він все ще може підтримувати високу точність ± 1% повної шкали. Вони працюють, виявляючи зміни температури, коли CO2 проходить через нагрітий датчик. Переваги включають високу чутливість до низьких витрат, відсутність рухомих частин (що означає мінімальне обслуговування) і швидкий час відгуку. Ці лічильники ідеально підходять для застосувань, що вимагають точного контролю малих кількостей газу, наприклад, у лабораторних дослідженнях, медичних пристроях і моніторингу навколишнього середовища.

Мікровитратоміри Коріоліса , з іншого боку, безпосередньо вимірюють масовий потік, виявляючи силу Коріоліса, що створюється, коли CO2 тече через вібраційні трубки. Ці вимірювачі забезпечують високоточні та надійні вимірювання масової витрати, незалежно від коливань тиску та температури. Вони особливо підходять для застосувань, де точність має вирішальне значення, наприклад, у фармацевтичному виробництві, хімічній переробці, харчовій промисловості та виробництві напоїв. Обидва типи лічильників необхідні в процесах, де точне вимірювання масового потоку CO2 має вирішальне значення, кожен пропонує унікальні переваги залежно від потреб застосування.