فلومتر کوریولیس (Coriolis Flowmeter)

فلومتر کوریولیس از پیشرفته‌ترین تجهیزات اندازه‌گیری جریان سیال است که بر اساس نیروی کوریولیس عمل می‌کند. این فلومتر با دقت بسیار بالا، امکان اندازه‌گیری مستقیم دبی جرمی، دبی حجمی، چگالی و ویسکوزیته سیالات را به‌طور همزمان فراهم می‌سازد.
به دلیل عملکرد مطمئن و اندازه‌گیری بدون نیاز به جبران دما و فشار، فلومتر کوریولیس به گزینه‌ای ایده‌آل برای کنترل فرآیندهای حساس در صنایع مختلف تبدیل شده است.

این دستگاه به ویژه برای سیالاتی با ترکیبات متغیر، گازها، مایعات و حتی دوغاب‌ها کاربرد دارد و در صنایعی چون نفت و گاز، شیمیایی، غذایی و دارویی مورد استفاده گسترده قرار می‌گیرد.
دقت بسیار بالا، قابلیت اطمینان طولانی‌مدت و توانایی اندازه‌گیری چندین پارامتر به طور همزمان، فلومتر کوریولیس را به یکی از بهترین انتخاب‌ها برای اندازه‌گیری جریان صنعتی تبدیل کرده است.

اصول کار فلومتر کوریولیس

فلومتر کوریولیس از اثر کوریولیس استفاده می‌کند که در آن یک جسم در حال حرکت در یک سیستم مختصات چرخشی دچار انحراف می‌شود. در این فلومتر، سیال از داخل لوله‌هایی که به‌صورت ارتعاشی (ویبره) طراحی شده‌اند، عبور می‌کند.

1. لوله ارتعاشی: لوله‌های فلومتر کوریولیس به‌طور ویژه طراحی شده‌اند تا ارتعاشات خاصی را در هنگام عبور سیال از داخل آن‌ها تولید کنند.
2. اثر کوریولیس: هنگامی که سیال در حال حرکت در لوله‌های ارتعاشی است، نیروی کوریولیس باعث ایجاد انحراف در حرکت لوله‌ها می‌شود. این انحراف به‌طور مستقیم به سرعت جریان و جرم سیال ارتباط دارد.
3. اندازه‌گیری انحراف: سنسورهایی که در دو طرف لوله ارتعاشی قرار دارند، میزان انحراف و تغییرات ارتعاشی لوله را اندازه‌گیری می‌کنند. این تغییرات به‌طور مستقیم با دبی و جرم سیال ارتباط دارند.
4. محاسبه جریان: سیگنال‌های اندازه‌گیری شده از سنسورها به سیستم پردازش منتقل می‌شوند و بر اساس آن‌ها دبی جریان سیال به‌دست می‌آید.

انواع فلومتر کوریولیس

فلومترهای کوریولیس بسته به طراحی مکانیکی، نوع سیال، نوع فرآیند و ویژگی‌های کاربردی به چند گروه اصلی تقسیم می‌شوند. انتخاب نوع مناسب، بسته به نیاز فرآیند صنعتی و ویژگی‌های سیال اهمیت زیادی دارد.

۱. فلومتر کوریولیس با لوله خمیده (U-Shaped Tube)

• رایج‌ترین نوع طراحی
• یک یا دو لوله U شکل که به طور متناوب نوسان می‌کنند
• دقت بسیار بالا در اندازه‌گیری دبی جرمی و چگالی
• مناسب برای طیف وسیعی از مایعات و گازها

۲. فلومتر کوریولیس با لوله مستقیم (Straight Tube)

• لوله صاف بدون خمیدگی
• ارتعاشات در خط مستقیم اعمال می‌شود
• مناسب برای سیالات حساس به افت فشار یا سیالات ویسکوز

۳. فلومتر کوریولیس چند لوله‌ای (Multiple Tube)

• شامل چندین لوله نوسان‌کننده کوچک
• بهینه برای اندازه‌گیری جریان‌های بسیار کوچک یا بسیار بزرگ
• توزیع جریان بین چندین مسیر برای افزایش ظرفیت

۴. فلومتر کوریولیس میکرو (Micro Coriolis)

• فلومترهای بسیار کوچک برای جریان‌های فوق‌العاده کم (تا چند میلی‌لیتر در دقیقه)
• طراحی ویژه برای کاربردهای آزمایشگاهی، دارویی و بیوتکنولوژی

جدول مقایسه انواع فلومترهای کوریولیس

نوع فلومتر کوریولیس	طراحی لوله	مزایا	محدودیت‌ها	کاربردها
لوله خمیده (U-Shaped Tube)	لوله U شکل	- دقت بسیار بالا- اندازه‌گیری دقیق جرم و چگالی	- ابعاد نسبتاً بزرگ- حساس به لرزش‌های خارجی	صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی
لوله مستقیم (Straight Tube)	لوله صاف	- افت فشار کمتر- مناسب برای فرآیندهای بهداشتی	- دقت کمی پایین‌تر نسبت به U شکل در برخی شرایط	صنایع غذایی، دارویی، نوشیدنی
چند لوله‌ای (Multiple Tube)	چند لوله موازی	- مناسب برای دبی‌های خیلی بالا یا خیلی پایین- پایداری بهتر	- قیمت بالاتر- نصب پیچیده‌تر	فرآیندهای خاص شیمیایی، پالایشگاه‌ها
میکروکوریولیس (Micro Coriolis)	لوله‌های بسیار کوچک	- اندازه‌گیری جریان‌های بسیار کم با دقت بالا	- محدودیت در دما و فشار کاری	آزمایشگاه‌ها، صنایع دارویی و بیوتکنولوژی

خلاصه نکات مهم:

• اگر دقت اولویت اصلی باشد → لوله خمیده بهترین انتخاب است.
• اگر تمیزکاری آسان و بهداشت مهم باشد → لوله مستقیم مناسب‌تر است.
• اگر دبی بسیار خاص یا فرآیندهای حساس داری → چند لوله‌ای بهترین گزینه است.
• اگر جریان بسیار کم را باید اندازه بگیری → میکروکوریولیس عالی است.

مشخصات فنی فلومتر کوریولیس (Coriolis Flowmeter)

• اصل عملکرد: اندازه‌گیری جریان بر اساس نیروی کوریولیس که در اثر حرکت سیال در یک لوله خمیده ایجاد می‌شود
• دقت: دقت بسیار بالا (تا ±0.1٪) در اندازه‌گیری دبی جرمی و دبی حجمی
• نوع سیال قابل اندازه‌گیری: مناسب برای مایعات، گازها و دوغاب‌ها
• محدوده دبی: از چند میلی‌لیتر در دقیقه تا هزاران گالن در دقیقه
• محدوده فشار: 0 تا 400 بار (بسته به مدل و طراحی)
• محدوده دما: از -200 درجه سانتی‌گراد تا 450 درجه سانتی‌گراد
• خروجی: خروجی آنالوگ یا دیجیتال (4-20mA, HART, Modbus, Profibus)
• ویژگی‌های اضافی: اندازه‌گیری چگالی، ویسکوزیته و دبی جرمی به‌طور همزمان
• نوع نصب: نصب در خطوط افقی یا عمودی
• مواد سازنده: معمولاً فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) یا مواد مقاوم در برابر خوردگی

نکات مهم برای انتخاب فلومتر کوریولیس:

• دقت: برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی دارند، فلومترهایی با دقت ±0.1٪ یا بهتر باید انتخاب شوند.
• نوع سیال: فلومترهای کوریولیس برای مایعات، گازها و دوغاب‌ها مناسب هستند، اما برای سیالات با ویژگی‌های خاص، باید مدل‌های مناسب‌تر را انتخاب کرد.
• دامنه دما و فشار: بسته به نیاز فرآیند، فلومتر با دامنه دمایی و فشاری مناسب باید انتخاب شود.
• خروجی و ارتباطات: باید بررسی کرد که فلومتر قابلیت اتصال به سیستم‌های نظارتی مانند HART یا Modbus را داشته باشد.

نحوه کالیبراسیون و نگهداری فلومترهای کوریولیس

کالیبراسیون و نگهداری صحیح فلومترهای کوریولیس برای اطمینان از عملکرد دقیق و مداوم آن‌ها در طول زمان بسیار اهمیت دارد. این فلومترها با دقت بالای خود در اندازه‌گیری جریان سیالات، به ویژه در صنایع حساس، به کار می‌روند. در ادامه به بررسی نحوه کالیبراسیون و نگهداری این فلومترها پرداخته می‌شود:

• کالیبراسیون فلومتر کوریولیس:

1. کالیبراسیون در شرایط واقعی:
   برای اطمینان از دقت اندازه‌گیری، کالیبراسیون فلومتر کوریولیس باید در شرایط عملیاتی واقعی انجام شود. این به معنی استفاده از سیالاتی است که ویژگی‌های مشابه آنچه در فرآیند واقعی وجود دارد، داشته باشند. برای نمونه، اگر سیال چسبناک باشد، از سیالات مشابه استفاده می‌شود.
2. استفاده از دستگاه‌های کالیبراسیون استاندارد:
   فلومترهای کوریولیس معمولاً با استفاده از دستگاه‌های کالیبراسیون دقیق کالیبره می‌شوند. این دستگاه‌ها معمولاً شامل سیستم‌هایی هستند که توانایی اندازه‌گیری دقیق دبی سیالات مختلف را دارند و می‌توانند خطاهای احتمالی در اندازه‌گیری را اصلاح کنند.
3. کالیبراسیون با مقیاس دقیق:
   در این فرآیند، دبی واقعی سیال با استفاده از مقیاس‌های دقیق اندازه‌گیری و داده‌های فلومتر مقایسه می‌شود. اختلافات میان مقادیر اندازه‌گیری شده و واقعی باید در حد قابل قبول باشد.
4. کالیبراسیون خودکار:
   برخی فلومترهای کوریولیس مجهز به سیستم‌های خودکار کالیبراسیون هستند که به‌طور مداوم عملکرد دستگاه را بررسی کرده و در صورت لزوم، خود به‌طور اتوماتیک تنظیمات کالیبراسیون را اعمال می‌کنند.

• نگهداری فلومتر کوریولیس:

1. تمیزکاری منظم
2. بررسی لوله‌ها و اتصالات
3. کنترل سنسورها و اجزای الکترونیکی
4. کنترل دما و فشار
5. آزمایش عملکرد در شرایط مختلف

نتیجه‌گیری

فلومترهای کوریولیس به‌طور گسترده در صنایع حساس مانند پتروشیمی، داروسازی، نفت و گاز، و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آن‌جا که دقت و صحت اندازه‌گیری این فلومترها برای بسیاری از فرآیندها حیاتی است، کالیبراسیون و نگهداری صحیح این دستگاه‌ها اهمیت زیادی دارد.

در نهایت، فلومترهای کوریولیس به‌عنوان یکی از ابزارهای کلیدی در اندازه‌گیری جریان سیالات، نقش مهمی در بهبود دقت و کارایی فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند.

شرکت آدرین صنعت ابزار دقیق پارس به‌عنوان یکی از فعالان برجسته در زمینه بازرگانی ابزار دقیق و تولید فلومترها، با ارائه محصولات با کیفیت بالا و خدمات فنی حرفه‌ای، به صنایع مختلف کمک می‌کند تا فرآیندهای اندازه‌گیری دبی سیالات خود را با دقت و اطمینان انجام دهند. این شرکت با ارائه فلومترهای کوریولیس و دیگر ابزار دقیق، نقش مهمی در بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کند.