Princípio de funcionamento do medidor de vazão mássica Coriolis

O princípio fundamental de funcionamento do medidor de vazão mássica Coriolis (abreviadamente, medidor de vazão Coriolis) é utilizar a força de Coriolis gerada quando um fluido escoa dentro de um tubo vibratório e medir diretamente a vazão mássica do fluido, detectando a diferença de fase do tubo vibratório. Ele também pode derivar e medir parâmetros como densidade e temperatura.

Análise dos Princípios Fundamentais

Geração da Força de Coriolis A força de Coriolis é uma força inercial. Quando um objeto se move linearmente em um referencial rotativo, ele está sujeito a uma força perpendicular tanto à direção do movimento quanto ao eixo de rotação. Em um medidor de vazão Coriolis, o tubo de medição vibratório atua como o “referencial rotativo”, e o fluido que flui dentro do tubo serve como o “objeto em movimento”.

Acionamento por vibração do tubo de medição: O tubo de medição do medidor de vazão (geralmente em forma de U, reto ou com dupla curvatura) é acionado por um atuador em uma frequência fixa (frequência natural) para realizar vibrações periódicas de vaivém (semelhantes à vibração de um diapasão). Quando não há fluxo de fluido dentro do tubo, a vibração do tubo de medição é simétrica e as fases de vibração nas extremidades de entrada e saída do tubo são completamente consistentes.

Diferença de fase causada pelo fluxo de fluido quando o fluido flui da extremidade de entrada para a extremidade de saída dentro do tubo vibratório:

Quando o fluido vibra para cima junto com o tubo de medição, ele é submetido a uma força de Coriolis que dificulta a vibração, resultando em uma defasagem de fase na extremidade de entrada do tubo.

Quando o fluido vibra para baixo juntamente com o tubo de medição, ele é submetido a uma força de Coriolis que promove a vibração, resultando em um avanço de fase na extremidade de saída do tubo.

Essa diferença de força causa uma diferença de fase entre as extremidades de entrada e saída do tubo de medição, e a magnitude da diferença de fase é diretamente proporcional à taxa de fluxo de massa do fluido.

Sensores de detecção e cálculo de sinal (como sensores eletromagnéticos) são instalados em ambas as extremidades do tubo de medição para detectar os sinais de fase da vibração. O transmissor do medidor de vazão converte o sinal de diferença de fase em um sinal elétrico e, em seguida, calcula a vazão mássica do fluido por meio de um algoritmo integrado (medição direta sem a necessidade de compensação de temperatura e pressão). Enquanto isso, a frequência natural do tubo de medição está relacionada à densidade do fluido dentro do tubo, portanto, a densidade do fluido também pode ser calculada por meio da frequência de vibração.

Principais características (combinadas com os parâmetros técnicos do medidor de vazão)

Medição direta da vazão mássica: Ao contrário dos medidores de vazão volumétricos (como os medidores de vazão de vórtice e eletromagnéticos), não há necessidade de conversão por densidade, portanto, a precisão e a repetibilidade são menos afetadas pelas condições de operação.

Ampla aplicabilidade a diversos meios: Pode medir líquidos, gases e fluxos multifásicos (como líquidos com bolhas e pastas), sendo particularmente adequado para meios de alta viscosidade, alta temperatura e alta pressão.

Vantagens em parâmetros técnicos: A precisão geralmente pode atingir ±0,1%.～±0,5%, e a repetibilidade pode atingir ±0,02%.～±0,1%, em conformidade com normas internacionais como ISO 9104 e ASTM D5125.