Giới thiệu về Công nghệ Máy phát Lưu lượng Coriolis

Máy phát lưu lượng Coriolis đại diện cho các giải pháp đo lường tiên tiến để đo tốc độ dòng khối lượng bằng nguyên tắc hiệu ứng Coriolis. Các thiết bị này đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp bao gồm dầu khí, chế biến hóa chất, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống, và xử lý nước. Máy phát lưu lượng Coriolis hiện đại đạt độ chính xác lên đến ±0,1% giá trị đọc và cung cấp khả năng đo đa biến bao gồm lưu lượng khối lượng, mật độ, nhiệt độ và lưu lượng thể tích. Khả năng cung cấp phép đo lưu lượng khối lượng trực tiếp mà không yêu cầu bù nhiệt độ hoặc áp suất khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và độ tin cậy cao. Thị trường toàn cầu cho máy phát lưu lượng Coriolis tiếp tục mở rộng, được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng tăng về tối ưu hóa quy trình, các ứng dụng chuyển giao quyền sở hữu và tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế.

Nguyên tắc hoạt động và Cơ chế đo lường

Máy phát lưu lượng Coriolis hoạt động dựa trên hiệu ứng Coriolis, trong đó một ống rung trải qua chuyển động xoắn khi chất lỏng chảy qua nó. Máy phát điều khiển hoạt động của bộ truyền động và xử lý tín hiệu cảm biến, chuyển đổi chúng thành các đầu ra tiêu chuẩn. Hệ số hiệu chuẩn được lưu trữ trong bộ nhớ của máy phát phù hợp với ống dòng chảy cụ thể, xác định hằng số tỷ lệ giữa lực Coriolis và tốc độ dòng khối lượng đối với hằng số lò xo động của các ống rung. Máy phát hiện đại cung cấp nhiều đầu ra bao gồm tốc độ dòng khối lượng, tổng lưu lượng khối lượng, mật độ và nhiệt độ, với cả đầu ra tương tự và kỹ thuật số có sẵn để tích hợp vào hệ thống DCS.

Các kịch bản ứng dụng chính trong các ngành công nghiệp

Máy phát lưu lượng Coriolis phục vụ các nhu cầu đo lường quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp đa dạng. Trong ngành công nghiệp dầu khí, các máy phát này được sử dụng để chuyển giao quyền sở hữu dầu thô, khí tự nhiên và các sản phẩm tinh chế, cung cấp các phép đo có độ chính xác cao, cần thiết cho các ứng dụng đo lường tài chính. Khả năng xử lý áp suất cao (lên đến 1722 bar) và nhiệt độ khắc nghiệt khiến chúng phù hợp với các hoạt động thượng nguồn, trung nguồn và hạ nguồn. Ngành công nghiệp chế biến hóa chất​ sử dụng máy phát Coriolis để đo các hóa chất ăn mòn, dung môi và môi chất mạnh, với các vật liệu như Hastelloy và titan đảm bảo khả năng tương thích với môi trường khắc nghiệt. Trong các lĩnh vực dược phẩm và công nghệ sinh học, các máy phát này cung cấp liều lượng chính xác các thành phần dược phẩm hoạt tính (API) và giám sát môi trường nuôi cấy tế bào với độ chính xác xuống đến 0,1%, đảm bảo chất lượng sản phẩm và tuân thủ quy định. Ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống​ được hưởng lợi từ các máy phát Coriolis vệ sinh với khả năng làm sạch tại chỗ (CIP) để đo các thành phần như sữa, xi-rô và đồ uống, đồng thời duy trì tính nhất quán của công thức và tiêu chuẩn vệ sinh. Các ứng dụng bổ sung bao gồm xử lý nước và nước thải​ để kiểm soát liều lượng hóa chất, phát điện​ để đo nhiên liệu và hệ thống HVAC​ để tối ưu hóa năng lượng.

Ưu điểm và Khả năng kỹ thuật

Máy phát lưu lượng Coriolis mang lại những lợi thế đáng kể so với các công nghệ đo lưu lượng truyền thống. Lợi ích chính là đo lưu lượng khối lượng trực tiếp, loại bỏ nhu cầu bù nhiệt độ và áp suất do đồng hồ đo lưu lượng thể tích yêu cầu. Các máy phát này cung cấp độ chính xác cao​ (±0,1% đến ±0,5% giá trị đọc) và độ lặp lại tuyệt vời​ (±0,05%), khiến chúng phù hợp với các ứng dụng chuyển giao quyền sở hữu, nơi độ chính xác đo lường là rất quan trọng. Máy phát Coriolis có tỷ lệ giảm tốc rộng​ (lên đến 100:1), cho phép đo chính xác trên các điều kiện dòng chảy khác nhau mà không cần nhiều thiết bị. Chúng không bị ảnh hưởng bởi các đặc tính của chất lỏng​ như độ nhớt, mật độ, nhiệt độ và thay đổi áp suất, cung cấp các phép đo ổn định trong điều kiện quy trình động. Khả năng đo đa biến​ cho phép đo đồng thời lưu lượng khối lượng, mật độ, nhiệt độ và lưu lượng thể tích, giảm nhu cầu về thiết bị bổ sung. Ngoài ra, máy phát Coriolis không có bộ phận chuyển động, dẫn đến yêu cầu bảo trì tối thiểu và tuổi thọ dài so với đồng hồ đo lưu lượng cơ học. Khả năng đo hai chiều​ cho phép giám sát cả dòng chảy xuôi và ngược, trong khi giao thức truyền thông kỹ thuật số​ (HART, PROFIBUS, Modbus) cho phép tích hợp liền mạch với hệ thống điều khiển và nền tảng IoT để giám sát và phân tích dữ liệu theo thời gian thực.

Cân nhắc triển khai và Hướng dẫn lựa chọn

Việc triển khai thành công máy phát lưu lượng Coriolis đòi hỏi sự chú ý cẩn thận đến các yêu cầu lắp đặt. Cảm biến phải được lắp đặt ở vị trí có độ rung và dao động nhiệt độ tối thiểu, vì độ rung bên ngoài có thể ảnh hưởng đến độ chính xác đo lường. Việc lắp đặt thích hợp là rất cần thiết, với cảm biến được hỗ trợ an toàn bởi đường ống quy trình bằng cách sử dụng kẹp ống tiêu chuẩn ở cả hai bên. Đối với các ứng dụng chất lỏng, nên lắp đặt theo chiều dọc với dòng chảy hướng lên để ngăn chặn không khí bị mắc kẹt trong ống, trong khi các ứng dụng khí nên được lắp đặt với dòng chảy hướng xuống để tránh tích tụ chất lỏng. Cảm biến yêu cầu một cấu hình dòng chảy được phát triển đầy đủ, nhưng không giống như các đồng hồ đo lưu lượng khác, cảm biến Coriolis không yêu cầu các đường ống thẳng dài ở phía trên hoặc phía dưới do chúng không nhạy cảm với sự biến dạng của cấu hình vận tốc. Việc nối đất thích hợp là rất quan trọng để tránh nhiễu điện, với cáp nối đất lớn hơn 4mm² được khuyến nghị. Đối với các ứng dụng có không khí hoặc bọt khí cuốn theo, nên lắp đặt bộ loại bỏ không khí ở phía trên để đảm bảo các phép đo chính xác. Việc lựa chọn nên xem xét kích thước và vật liệu đường ống, đặc tính chất lỏng​ (nhiệt độ, áp suất, độ nhớt), yêu cầu về độ chính xác, và loại tín hiệu đầu ra​ để đảm bảo hiệu suất tối ưu và khả năng tương thích với các hệ thống điều khiển hiện có.

Xu hướng tương lai và Phát triển công nghệ

Công nghệ máy phát lưu lượng Coriolis tiếp tục phát triển với một số tiến bộ quan trọng. Tích hợp IIoT​ cho phép giao tiếp không dây thông qua các giao thức như WirelessHART và LoRaWAN, tạo điều kiện cho việc giám sát theo thời gian thực và phân tích dựa trên đám mây để bảo trì dự đoán và tối ưu hóa quy trình. Máy phát thông minh​ với bộ vi xử lý nhúng cung cấp chẩn đoán nâng cao, khả năng tự hiệu chuẩn và các tính năng bảo trì dự đoán, giảm thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì. Thu nhỏ​ thông qua công nghệ MEMS tạo ra các máy phát nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng, phù hợp với các ứng dụng bị giới hạn về không gian và các thiết bị đo lưu lượng di động. Khả năng đo đa biến​ cho phép các máy phát đơn lẻ đo lưu lượng, mật độ, nhiệt độ và áp suất đồng thời, giảm độ phức tạp của hệ thống và chi phí lắp đặt. Các thuật toán xử lý tín hiệu nâng cao và tích hợp trí tuệ nhân tạo​ cải thiện độ chính xác trong các điều kiện đầy thách thức, trong khi chẩn đoán do AI điều khiển phát hiện sự tích tụ lớp phủ hoặc suy giảm hiệu suất trước khi xảy ra lỗi. Sự hội tụ của các công nghệ này với hệ sinh thái Công nghiệp 4.0 sẽ tiếp tục nhúng máy phát lưu lượng Coriolis vào các hoạt động công nghiệp tự động và bền vững, tăng cường vai trò của chúng trong sản xuất thông minh và các sáng kiến tối ưu hóa quy trình.

-Endress+Hauser

-ALLEN BRADLEY 

-YOKOGAWA 

-MTL

-P+F

-Nhiều sản phẩm hơn