Aplicación y procesamiento de señales del medidor de caudal másico

El interés en los medidores de flujo másico ha aumentado constantemente durante la última década. Su uso se ha extendido en las industrias de alimentos, bebidas, química, farmacéutica, petrolera, gas natural y otras. Con el interés del público, el rendimiento de los medidores de flujo másico también está en constante evolución. Su principal ventaja es que pueden medir directamente el flujo másico, mientras que otros instrumentos solo miden el flujo volumétrico. Su alta precisión, amplio rango y repetibilidad son otras razones que explican su amplia aplicación y rápido desarrollo en el sector industrial.

El circuito de excitación del caudalímetro másico genera un pulso de excitación específico para que el tubo vibre a una amplitud determinada. Cuando las propiedades del fluido cambian, el circuito de excitación debe responder con rapidez. Por ejemplo, al mezclar burbujas de aire con el fluido, la amortiguación aumenta rápidamente, lo que requiere que el sistema proporcione rápidamente más energía de excitación para garantizar una amplitud de oscilación estable. La frecuencia de excitación debe ser coherente con la frecuencia de resonancia del sistema, lo que requiere que el circuito de excitación controle no solo la amplitud de oscilación, sino también su frecuencia. La respuesta dinámica del caudalímetro másico es un factor fundamental en algunas aplicaciones, como operaciones de control rápido, fluctuaciones periódicas del caudal y riego rápido por lotes.

El sensor obtiene una señal sinusoidal débil que debe amplificarse antes de procesar la información. El amplificador debe tener un gran ancho de banda para reducir el error de punto cero. En la medición de diferencia de fase del caudalímetro másico tipo Coriolis , el método de medición de la relación de amplitud y el método de medición directa de la diferencia de tiempo se realizan principalmente mediante circuitos analógicos. Estos circuitos son menos estables y se ven fácilmente afectados por factores como la temperatura ambiente, lo que afecta su precisión. Utilizando el algoritmo de transformada de Fourier, complementado con tecnología de bucle de enganche de fase, se utilizan chips A/D de doble canal de alta velocidad y alta precisión para muestrear las dos señales del sensor de forma sincronizada. Con el procesador de señal digital DSP como núcleo operativo, la diferencia de fase y la frecuencia de las dos señales se calculan en tiempo real para obtener información como el caudal másico y la densidad del fluido, realizando la transformación de analógico a digital. En comparación con el analógico tradicional, se reduce la influencia del circuito analógico en la medición de la diferencia de fase. El algoritmo de Fourier se utiliza para transformar la señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia para el análisis del espectro, que puede analizar y procesar la señal de manera más precisa, efectiva y rápida, suprimir eficazmente la interferencia de armónicos de alto orden y ruido, y mejorar la diferencia de fase y la precisión de la medición de frecuencia, mejorando así la precisión de la medición del medidor de caudal másico.

Ventajas de los medidores de caudal másico

1) Sus problemas de anticorrosión, antiincrustaciones, a prueba de explosiones, resistencia al desgaste y otros se han resuelto satisfactoriamente, por lo que puede medir una amplia gama de medios, como productos derivados del petróleo, medios químicos, licor negro de fabricación de papel, lodos, gases, fluidos de partículas sólidas y objetos altamente viscosos.

2) No hay obstáculos en la tubería, no hay partes móviles, menos factores de falla y fácil limpieza, mantenimiento y conservación.

3) Fácil de instalar: las direcciones de entrada y salida de las tuberías del sensor de varios tamaños se pueden ajustar a voluntad. Instalación: fácil de ajustar y usar, sin necesidad de configurar secciones rectas de tubería para la entrada y la salida.

4) Es más fácil medir fluidos multifásicos.

5) Medición de múltiples parámetros, mientras se mide el flujo másico, el flujo volumétrico, la temperatura y la densidad se pueden obtener al mismo tiempo; no es sensible a cantidades influyentes, como presión, temperatura, densidad y viscosidad, y distribución de la velocidad del flujo.

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