Breve análisis del principio de medición y aplicación del caudalímetro másico Rosemount en la industria petroquímica

Resumen: El principio de medición y el análisis de aplicaciones del caudalímetro másico Rosemount en la industria petroquímica son proporcionados por excelentes fabricantes de caudalímetros y proveedores de presupuestos. Resumen: Este documento presenta principalmente el principio de funcionamiento del sensor y transmisor del caudalímetro másico de fuerza Coriolis (CMF) Rosemount, y detalla los principios de medición del caudal másico y de la densidad, las características de la señal del transmisor y el procesador de señal digital DSP. Para obtener más información sobre modelos y presupuestos de otros fabricantes de caudalímetros, no dude en contactarnos. A continuación, se presenta un breve análisis del principio de medición y las aplicaciones de los caudalímetros másicos Rosemount en la industria petroquímica. Este documento presenta principalmente el principio de funcionamiento del sensor y transmisor del caudalímetro másico Coriolis (CMF) Rosemount, y detalla los principios de medición del caudal másico y de la densidad, las características de la señal del transmisor y la señal digital DSP. Características y aplicaciones del procesador. Prólogo: El caudalímetro másico Rosemount se utiliza ampliamente en la industria petroquímica, entre otros sectores. Es uno de los instrumentos de medición de caudal más avanzados del mundo. Se utiliza de forma fiable en la medición de los principales productos como el etileno, el propileno y las principales materias primas de hidrocarburos ligeros en nuestra fábrica, con una precisión de hasta 1,7‰, lo que mejora la precisión de la medición del flujo de energía y material en nuestra fábrica, evita pérdidas innecesarias y crea considerables beneficios económicos. Principio de medición de caudal másico Un sistema de medición de caudal másico consta de un sensor y un transmisor para el procesamiento de señales. Los caudalímetros másicos Rosemount se basan en la segunda ley de Newton: fuerza = masa × aceleración (F = ma) Como se muestra en la Figura 1, cuando una partícula de masa m se mueve a una velocidad V en una tubería que gira con una velocidad angular ω en el eje P, la partícula está sujeta a dos componentes de aceleración y su fuerza: (1) método Hacia la aceleración, es decir, la aceleración centrípeta αr, cuya magnitud es igual a 2ωr, hacia el eje P; (2) velocidad angular tangencial αt, la aceleración de Coriolis, cuyo valor es igual a 2ωV, la dirección es la misma que αrVertical. Debido al movimiento compuesto, en la partícula αLa fuerza de Coriolis Fc=2ωVm actúa en la dirección t, y la tubería actúa sobre la partícula con una fuerza opuesta -Fc=-2ωVm. Cuando la densidad es ρCuando el fluido fluye a una velocidad constante V en una tubería giratoria, cualquier tubería de longitud Δx experimentará una fuerza de Coriolis tangencial ΔFc: ΔFc=2ωVρEn la fórmula AΔx(1), A—El área de la sección transversal del flujo de la tubería. Dado que hay una relación: mq=ρVA entonces: ΔFc=2ωqmΔx(2) Por lo tanto, el flujo másico se puede medir directa o indirectamente midiendo la fuerza de Coriolis del fluido que fluye en el tubo giratorio. Dentro del sensor hay un tubo de flujo en forma de U (Figura 2). Cuando no fluye fluido a través del tubo de flujo, este es impulsado por una bobina de accionamiento electromagnético instalada en el extremo del tubo de flujo, con una amplitud de menos de 1 mm y una frecuencia de aproximadamente 80 Hz. El fluido fluye hacia el tubo de flujo cuando se ve obligado a aceptar el movimiento vertical del tubo de flujo hacia arriba y hacia abajo. Durante el semiciclo de la vibración ascendente del tubo de flujo, el fluido se opone al movimiento ascendente del tubo y ejerce una fuerza descendente sobre el tubo de flujo; por el contrario, el fluido que fluye fuera del tubo de flujo ejerce una fuerza ascendente sobre el tubo de flujo contra el movimiento descendente del tubo, lo que hace que su momento vertical disminuya. Esto hace que el tubo de flujo se tuerza. Durante el otro semiciclo de la vibración, el tubo de flujo vibra hacia abajo, en la dirección opuesta. Este fenómeno de torsión se llama fenómeno de Coriolis o fuerza de Coriolis. Según la segunda ley de Newton, la distorsión del tubo de flujo es completamente proporcional al flujo másico que lo atraviesa. Los detectores de señales electromagnéticas instalados a ambos lados del tubo de flujo se utilizan para detectar la vibración del mismo. Cuando no fluye fluido a través del tubo, este no presenta torsión, y las señales de detección de los detectores de señales electromagnéticas a ambos lados están en la misma fase (Fig. 3); cuando fluye fluido a través del tubo, este presenta torsión, lo que resulta en dos... Cada señal de detección produce una diferencia de fase, cuya magnitud es directamente proporcional al caudal másico que atraviesa el tubo. Dado que este caudalímetro másico se basa principalmente en la vibración del tubo de flujo para medir el caudal, la vibración del tubo de flujo y el impulso del fluido que fluye a través de la tubería generan la fuerza de Coriolis, que provoca la torsión en cada tubo de flujo, cuya magnitud y período de vibración son proporcionales al caudal másico que atraviesa el tubo de flujo. Dado que la torsión de un tubo de flujo va a la zaga de la del otro, el circuito puede comparar la señal de salida del sensor en el tubo de masa para determinar la magnitud de la torsión. El tiempo de retardo entre las señales de detección izquierda y derecha se mide mediante un detector de diferencia de tiempo en el circuito. Esta "diferencia de tiempo" ΔT se mide, procesa y filtra digitalmente para reducir el ruido y mejorar la resolución de la medición. La diferencia de tiempo se multiplica por el factor de calibración de flujo para expresar el flujo másico. Dado que la temperatura afecta la rigidez del tubo de flujo, la cantidad de distorsión producida por las fuerzas de Coriolis también se verá afectada por la temperatura. El flujo medido se ajusta continuamente por el transmisor, que detecta la salida del termómetro de resistencia de platino adherida a la superficie exterior del tubo de flujo en cualquier momento. El transmisor utiliza un circuito amplificador de puente de termómetro de resistencia trifásico para medir la temperatura del sensor, y el voltaje de salida del amplificador se convierte en frecuencia, que es digitalizada por el contador y leída en el microprocesador. Principio de medición de densidad Un extremo del tubo de flujo es fijo y el otro extremo es libre. Esta estructura puede considerarse como un sistema de peso/resorte compuesto por un peso suspendido en un resorte. Al aplicar un movimiento, el sistema de pesas y resortes vibra a su frecuencia de resonancia, la cual está relacionada con la frecuencia de resonancia de la pesa. El tubo de flujo del medidor de flujo másico vibra a su frecuencia de resonancia a través de la bobina impulsora y el circuito de retroalimentación. La frecuencia de resonancia del tubo vibratorio está relacionada con la estructura, el material y la calidad del mismo.

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