Cómo funciona un medidor de flujo másico

Materiales de aprendizaje extraídos personalmente, espero que te sean de utilidad.

El agente general del caudalímetro másico Rosemount en China (sitio web: www.delaimei.com), el agente general de Delaimei (Beijing) International Trading Co., Ltd. en China (sitio web: www.delaimei. com) Calidad de Rosemount Características de funcionamiento y principios de los medidores de flujo, el medidor de flujo másico Rosemount es el agente general en China. El medidor de flujo másico Rosemount se usa ampliamente en los campos petroquímicos y otros. Es uno de los instrumentos de medición de flujo más avanzados del mundo en la actualidad. Los productos en nuestra fábrica son como etileno, propileno. Es confiable en la medición de hidrocarburos ligeros y las principales materias primas, con una precisión de hasta 1,7 ‰. Mejora la precisión de la medición del flujo de energía y material en nuestra fábrica, evita innecesarias. pérdidas y genera considerables beneficios económicos.

Principio de medición de caudal másico

El sistema de medición de un caudalímetro másico incluye un sensor y un transmisor para el procesamiento de señales. El caudalímetro másico Rosemount se basa en la segunda ley de Newton: fuerza = masa × aceleración (F = ma)

Como se muestra en la Figura 1, cuando una partícula con masa m gira a una velocidad angular ω con respecto a la P eje a una velocidad V, Al moverse en la tubería, la partícula está sometida a dos componentes de aceleración y fuerza:

(1) Aceleración normal, es decir, aceleración centrípeta αr, cuya magnitud es igual a 2ωr , hacia el eje P;

(2) La velocidad angular tangencial αt, es decir, la aceleración de Coriolis, tiene un valor igual a 2ωV y la dirección es perpendicular a αr. Debido al movimiento compuesto, la fuerza de Coriolis Fc=2ωVm actúa en la dirección αt de la partícula, y el tubo actúa sobre la partícula con una fuerza inversa -Fc=-2ωVm.

Cuando un fluido con densidad ρ fluye a velocidad constante V en una tubería giratoria, cualquier tubería de longitud Δx experimentará una fuerza de Coriolis tangencial ΔFc: ΔFc=2ωVρAΔx (1)

p>

En la fórmula, A: el área de la sección transversal de flujo de la tubería.

Ya que existe una relación: mq=ρVA

Entonces: ΔFc =2ωqmΔx (2)

Por lo tanto, mida directa o indirectamente el flujo del fluido en La fuerza de Coriolis del tubo giratorio se puede utilizar para medir el flujo másico.

Dentro del sensor hay un tubo de flujo en forma de U (Figura 2). Cuando no fluye ningún fluido a través del tubo de flujo, el tubo de flujo es impulsado por una bobina de accionamiento electromagnético instalada en el extremo del tubo de flujo. Su amplitud es inferior a 1 mm y la frecuencia es de aproximadamente 80 Hz, cuando el fluido fluye hacia el tubo de flujo, se ve obligado a aceptar el movimiento vertical hacia arriba y hacia abajo del tubo de flujo. Durante el medio ciclo de vibración ascendente del tubo de flujo, el fluido resiste el movimiento ascendente del tubo y ejerce una fuerza hacia abajo sobre el tubo de flujo; a la inversa, el fluido que sale del tubo de flujo ejerce una fuerza hacia arriba sobre el tubo de flujo; para resistir el movimiento hacia abajo del tubo su momento vertical disminuye. Esto hace que el tubo de flujo se tuerza. Durante la otra mitad del ciclo de vibración, el tubo de flujo vibra hacia abajo y gira en la dirección opuesta. Este fenómeno de torsión se llama fenómeno de Coriolis o fuerza de Coriolis.

De acuerdo con la segunda ley de Newton, la cantidad de distorsión del tubo de flujo es completamente proporcional al caudal másico que fluye a través del tubo de flujo. Para detectar se utilizan detectores de señales electromagnéticas instalados en ambos lados del tubo de flujo. la vibración del tubo de flujo. Cuando no fluye fluido a través del tubo de flujo, el tubo de flujo no está distorsionado y las señales de detección de los detectores de señales electromagnéticas en ambos lados están en la misma fase (Figura 3); el tubo de flujo está distorsionado, lo que hace que ambos lados se tuerzan. Cada señal de detección produce una diferencia de fase, y el tamaño de esta diferencia de fase es directamente proporcional al caudal másico que fluye a través del tubo de flujo.

Dado que este tipo de medidor de flujo másico se basa principalmente en la vibración del tubo de flujo para medir el flujo, la vibración del tubo de flujo y el impulso del fluido que fluye a través de la tubería generan la fuerza de Coriolis, provocando que cada flujo tubo para girar, la cantidad de torsión es proporcional al caudal másico que fluye a través del tubo de flujo durante el período de vibración. Debido a que la torsión en un tubo de flujo va por detrás de la torsión en el otro, las señales de salida del sensor en los tubos de masa se pueden comparar mediante circuitos para determinar la cantidad de torsión.

El detector de diferencia de tiempo en el circuito mide el tiempo de retardo entre las señales de detección izquierda y derecha. 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 representar el caudal másico.

Dado que la temperatura afecta la rigidez del tubo de flujo, la cantidad de distorsión producida por la fuerza de Coriolis también se verá afectada por la temperatura. El caudal medido es ajustado continuamente por el transmisor, que detecta constantemente la salida de un termómetro de resistencia de platino pegado a la superficie del tubo de flujo. El transmisor utiliza un circuito amplificador de puente de termómetro de resistencia trifásico para medir la temperatura del sensor. El voltaje de salida del amplificador se convierte en frecuencia, que se digitaliza mediante un contador y se lee en el microprocesador.

Principio de medición de la densidad

Un extremo del tubo de flujo está fijo, mientras que el otro extremo queda libre. Esta estructura puede considerarse como un sistema de peso/resorte que consiste en un peso suspendido sobre un resorte. Una vez que se aplica un movimiento, el sistema de peso/resorte vibrará a su frecuencia de resonancia, que es consistente con la frecuencia de resonancia del peso. 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 tubo vibratorio. La masa del tubo vibratorio consta de dos partes: la masa del tubo vibratorio en sí y la calidad del medio en el tubo vibratorio. Después de producir cada sensor, se determina la calidad del tubo vibratorio. La masa del medio en el tubo vibratorio es el producto de la densidad del medio y el volumen del tubo vibratorio. El volumen del tubo vibratorio se fija para cada uno. sensor de calibre, por lo que la frecuencia de vibración está directamente relacionada con la densidad. Luego, para el sensor cuya estructura y material se determinan, la densidad del medio se puede obtener midiendo la frecuencia de resonancia del tubo de flujo.

Se puede utilizar un par de detectores de señal para medir el flujo para obtener una señal que represente la frecuencia de resonancia. La señal de un sensor de temperatura se utiliza para compensar los cambios en la rigidez del tubo de flujo causados ​​por los cambios de temperatura. El período de vibración se mide por Se obtiene midiendo el período de vibración y la temperatura del tubo de flujo. La medición de la densidad del medio utiliza la relación lineal entre la densidad y el período de vibración del tubo de flujo y la constante de calibración estándar.

Cuando el tubo vibratorio del sensor de flujo másico Coriolis mide la densidad, la rigidez de la tubería, la estructura geométrica y la calidad del fluido que fluye determinan en conjunto la frecuencia natural del dispositivo de la tubería. inferido de la frecuencia medida de la tubería. El transmisor utiliza un reloj de alta frecuencia para medir el tiempo del ciclo de vibración. El valor medido se filtra digitalmente. Después de compensar los cambios en la rigidez de la tubería causados ​​por la temperatura de funcionamiento, lo que a su vez provoca cambios en la frecuencia natural, el sensor. El coeficiente de calibración de densidad se utiliza para calcular la densidad del fluido del proceso.

4. Características de la señal

El transmisor de Rosemount es modular y tiene función de microprocesador. Con la tecnología digital ASICS se pueden seleccionar protocolos de comunicación digital. Se puede conectar a sensores para obtener señales de flujo másico, densidad, temperatura y flujo volumétrico de alta precisión, y convertir las señales obtenidas en señales analógicas, de frecuencia y otras señales de salida. También puede utilizar el terminal portátil de comunicación con protocolo HART 275 o AMS. , el software Prolink lo configura, lo verifica y se comunica con él.

5. Características del procesador de señal digital SP

El procesador de señal digital DSP es un microprocesador que procesa señales en tiempo real. En el caudalímetro Coriolis utilizamos el tubo de medición Vibra a. una frecuencia conocida, por lo que cualquier frecuencia fuera de este rango de frecuencia de vibración es "ruido" y debe eliminarse para determinar con precisión el flujo másico. Por ejemplo, es probable que una señal de 50 Hz o 60 Hz se origine a partir del acoplamiento a líneas eléctricas cercanas. Cómo "filtrar" realmente estas señales no deseadas requiere más información básica disponible en ese momento. La Figura 8 muestra cómo aparece el ruido en la señal del convertidor original y la señal final después del filtrado.

En comparación con el uso de constantes de tiempo para suprimir y estabilizar señales, uno de los principales beneficios de utilizar la tecnología de procesamiento de señales digitales (DSP) es la capacidad de filtrar señales en tiempo real a una mayor frecuencia de muestreo, reduciendo la respuesta. tiempo del caudalímetro hasta un cambio escalonado en el caudal. El tiempo de respuesta del uso de transmisores digitales multiparamétricos (MVD) es de 2 a 4 veces más rápido que el de los transmisores tradicionales que utilizan procesamiento de señales analógicas. Los tiempos de respuesta más rápidos mejorarán la eficiencia y precisión del control de lotes cortos.

Otro ejemplo de aplicación valioso y más desafiante de la tecnología DSP es la medición de gas, porque el gas a alta velocidad que pasa a través del medidor de flujo causará un ruido grave. Con los sensores Micro Motion Elite Series, el ruido mezclado con la señal de flujo se minimiza. Ahora la tecnología DSP puede filtrar mejor y reducir aún más la sensibilidad del medidor de flujo másico al ruido. Los resultados de la medición de gas utilizando transmisores MVD han mejorado significativamente en términos de repetibilidad y precisión.

La tecnología DSP proporciona una "ventana al procesamiento". Al explorar esta ventana, concéntrese primero en las señales cercanas a la frecuencia de vibración del tubo de medición. De hecho, al descartar deliberadamente el resto de la información, es probable que sea la información oculta en estos datos "inútiles" la que allane el camino a nuevas técnicas de diagnóstico. Por ejemplo, el análisis del espectro puede llevarnos a avanzar en la medición de fluidos que contienen aire o flujo de partículas. La adhesión del fluido a la pared interna del tubo de medición es otra falla que se espera que detecte la tecnología DSP. También es probable que se utilice para predecir fallas del sensor.

6. Influencia del entorno de medición

1. Influencia de la presión del fluido

En primer lugar, considere que la presión del fluido no debe exceder la presión de trabajo especificada y, en segundo lugar, , considere la influencia de la extensión de los cambios de presión estática. Los cambios de presión afectan el grado de tensión en el tubo de medición y el alcance del efecto Budden, así como el desplazamiento del origen que destruye la asimetría del tubo de medición. Aunque los cambios constantes del instrumento y la deriva del cero son muy pequeños, el impacto en los instrumentos de alta precisión no se puede ignorar cuando existe una gran diferencia entre la presión de operación y el período de calibración. La relación entre el espesor de la pared y el diámetro de la tubería de los instrumentos de diámetro pequeño es grande y el impacto es pequeño; la relación entre el espesor de la pared y el diámetro de la tubería de los instrumentos de gran diámetro está calibrada

2. Efecto de la densidad del fluido;

Los cambios en la densidad del fluido cambian la calidad del sistema de medición de flujo, provocando así que cambie el equilibrio del sensor de flujo, lo que resulta en un desplazamiento del punto cero. Si está midiendo un líquido específico, siempre que el cero se ajuste a la densidad real del líquido utilizado, la densidad no cambiará mucho durante el uso y, en general, no habrá ningún problema. Sin embargo, cuando se miden varios líquidos con grandes diferencias de densidad en una tubería, se producirán errores adicionales debido a cambios en el punto cero.

3. Efecto de la viscosidad del fluido

El caudalímetro másico Coriolis CMF de Rosemount puede medir la viscosidad del líquido en un amplio rango y muestra un buen rendimiento de medición. Aunque existen informes sobre el impacto de la viscosidad en la precisión de la medición, existen pocos datos experimentales. La viscosidad del líquido cambia las características de amortiguación del sistema, afectando así la compensación cero; en caudales bajos, tiene cierto efecto en las mediciones de caudal.

4. La influencia del contenido heterogéneo en fluidos bifásicos

Los fabricantes suelen decir que el porcentaje en volumen de gas libre contenido tiene poco efecto en la medición. Al medir líquidos con burbujas pequeñas y distribuidas uniformemente, como helado y emulsiones similares, el efecto puede ser relativo. Cuando el contenido de burbujas es del 1%, algunos modelos no tienen ningún efecto obvio, y el error de algunos modelos es del 1% al 2%, y uno de los modelos de tubo recto de doble tubo llega al 10% al 15%; el contenido de burbujas es del 10%, el error generalmente aumenta del 15% al ​​20%, hasta el 80% para algunos modelos. Además, las diferencias en la presión del fluido, el caudal, la viscosidad y los métodos de mezcla gas-líquido también tienen diferentes efectos. Todos los tipos de CMF tienen un alto grado de confiabilidad al medir líquidos que contienen pequeñas cantidades de sólidos. Cuando el contenido de sólidos es alto o los sólidos son muy abrasivos o sólidos blandos (como trozos de verduras en sopa), se debe seleccionar un tipo de tubo recto de un solo tubo o un tipo de tubo doble conectado en serie. Porque si se utiliza un tipo de doble tubería paralela, la materia extraña puede adherirse al divisor o el desgaste puede hacer que el flujo de los divisores de dos vías cambie, causando errores en casos más graves, si una línea está bloqueada; Es posible que no se descubra de inmediato.

5. Impacto de la vibración ambiental

CMF puede funcionar en un ambiente vibrante, pero debe estar aislado de la vibración. Por ejemplo, se utiliza un tubo flexible para conectar el tubo de vibración. y se utiliza un marco de soporte con aislamiento de vibraciones. Sin embargo, se deben tomar precauciones para evitar que la frecuencia de vibración sea la misma que la frecuencia de operación o la frecuencia armónica del CMF. Si se instalan varios instrumentos del mismo modelo en serie o en paralelo, especialmente si se instalan en el mismo soporte, las vibraciones de las frecuencias operativas entre los CMF se afectarán entre sí, provocando vibraciones anormales y, en casos severos, Los instrumentos no funcionarán. Al realizar el pedido, puede proponer específicamente al fabricante escalonar las frecuencias de funcionamiento de las dos series CMF.

6. Efecto de la tensión de la tubería

Si el centro de la tubería conectado al sensor de flujo está desalineado (o no paralelo) o la temperatura de la tubería cambia, la tensión de la tubería formará presión. , tensión o fuerza cortante Afecta la alineación entre los tubos de medición CMF, provocando asimetría en la sonda de detección y provocando cambios en el punto cero. El CMF debe ponerse a cero después de la instalación para eliminar o reducir este efecto. Si la tubería está muy desalineada, es posible que no sea posible ajustarla a la posición cero. Si la temperatura de la tubería se desvía de la temperatura de instalación, la fuerza de expansión (o contracción) térmica generada por la tubería también actuará sobre el sensor de flujo.

Algunos diseños de CMF tienen un desviador pesado en la entrada y salida del tubo de medición para reducir el impacto de la tensión de la tubería en el tubo de medición. El tubo de medición recto CMF es especialmente susceptible a la influencia de la expansión térmica. Si es necesario, se pueden instalar accesorios aislantes de expansión térmica en la tubería.

7. Aplicación práctica

1. Aplicación de flujo heterogéneo

El CMF se utiliza en la medición de los principales productos de nuestra fábrica, como etileno, propileno y las principales materias primas. hidrocarburos ligeros materiales Su uso es confiable, pero si se usa incorrectamente, puede provocar mediciones fuera de tolerancia o incluso la interrupción de la medición.

En la medición de hidrocarburos ligeros brutos, debido a los componentes complejos del medio de hidrocarburos ligeros, que contiene tanto partículas sólidas como burbujas, es un fluido heterogéneo típico que a menudo se producen fallos durante el uso y el transmisor. La información de falla que se muestra es Error de sensor, Dens Overrng, Slug flow, es decir, error del sensor, densidad por encima del límite, slug flow y el medidor de flujo interrumpe la medición. Para resolver este problema, instalamos un filtro en la entrada del medidor. medidor de flujo para filtrar partículas sólidas, y limitó la apertura de la válvula de salida del medidor de flujo para aumentar la presión de entrada y reducir el contenido de burbujas en el medio de hidrocarburo ligero. Después de tomar las medidas anteriores, el medidor de flujo se puso en uso normal.

2. Información y procesamiento de fallas

Si aparece Drive Overrng o Input Overrange en el transmisor, es decir, se genera una salida de error en el transmisor y el caudal excede el sensor. rango Verifique el transmisor y el sensor Si hay un circuito abierto o un cortocircuito entre el cable rojo medio y el cable marrón, significa que la bobina impulsora del sensor está en circuito abierto o en cortocircuito. entre el cable verde y el cable blanco en el transmisor y el sensor, es decir, la bobina de detección izquierda del sensor está en circuito abierto o en cortocircuito.

Si ocurre un Error de Sensor en el transmisor, significa que hay un problema con el cable. Verifique si hay un circuito abierto o cortocircuito entre el cable azul y el cable gris en el transmisor y el sensor. es decir, la bobina de detección del sensor tiene un circuito abierto o un cortocircuito.

Un reinicio de energía en el transmisor indica una falla de energía, luz tenue o un ciclo de energía que ha interrumpido el trabajo del transmisor. Verifique si el sistema de energía es normal.

La aparición de Cero demasiado alto o Cero demasiado bajo en el transmisor significa que el fluido no dejó de fluir por completo durante el ajuste a cero del sensor, lo que provocó que el flujo cero calculado por el transmisor se desviara demasiado y Haciendo imposible una medición precisa del flujo, el flujo de fluido debe detenerse por completo durante el ajuste a cero.

8. Conclusión

El medidor de flujo másico es un instrumento de medición de flujo relativamente preciso, rápido, confiable, eficiente, estable y flexible, que se utilizará más ampliamente en el procesamiento de petróleo y la industria química. y otros campos. Se cree que la aplicación mostrará un gran potencial para promover la medición del flujo.

El caudalímetro másico Rosemount se utiliza en mediciones comerciales y su calidad es la mejor del mundo.

El caudalímetro másico Rosemount Micro Motion Coriolis se utiliza en mediciones comerciales

China agente general de Delaimei (Beijing) International Trading Co., Ltd. (sitio web: www.delaimei.com)

Introducción:

Cuando un proveedor o distribuidor y un usuario intermedio Al realizar Las transferencias comerciales de productos líquidos (como el petróleo refinado), deben garantizarse una medición precisa y una contabilidad estricta de los productos. Tanto los gestores como los reguladores conceden gran importancia a la equidad de las transacciones. Este artículo explica por qué los medidores de flujo Coriolis son la opción "más práctica" para aplicaciones de transferencia de custodia comparándolos con otras tecnologías de uso común. Este artículo también proporciona algunos consejos sobre cómo instalar y utilizar con éxito un medidor de flujo Coriolis.

Descripción general de la medición de transferencia de custodia de líquidos:

Actualmente, existen tres tipos básicos de dispositivos de medición de flujo: caudalímetros volumétricos inferenciales, caudalímetros volumétricos directos y caudalímetros másicos directos.

Caudalímetro de turbina - medición de flujo volumétrico inferencial

Puede medir varias características de los líquidos que fluyen y poder deducir su caudal volumétrico. Aunque existen otros tipos de caudalímetros volumétricos inferenciales (caudalímetros electromagnéticos, ultrasónicos y de presión diferencial), los caudalímetros de turbina son los más utilizados en transferencia de custodia. Inserte una pala de turbina en el fluido y mida la velocidad lineal del fluido en función de su velocidad de rotación. Luego se multiplica el área de la sección transversal de la tubería por la velocidad lineal del fluido, y se obtendrá el caudal volumétrico, es decir:

Velocidad * área = caudal volumétrico.

En condiciones ideales, los caudalímetros de turbina pueden ser muy precisos y fiables. Sin embargo, serían insostenibles en mediciones de fluidos en estado arrastrado por aire. Esto se debe a que el rotor gira demasiado rápido, lo que puede provocar una dosificación excesiva e incluso daños en los rodamientos. También pueden ocurrir problemas similares si el caudal de fluido cambia significativamente o si se producen turbulencias, especialmente en fluidos de alta viscosidad. Aunque algunos fabricantes han diseñado con éxito caudalímetros de turbina para su uso con fluidos de alta viscosidad, en la mayoría de los casos sus condiciones de instalación son generalmente extremadamente exigentes debido a las limitaciones fundamentales de este tipo de tecnología. Por ejemplo, se deben instalar secciones de tubería largas y rectas antes y después de la entrada y salida del instrumento. También deben estar equipadas con eliminadores de aire y filtros aguas arriba para garantizar que no haya gas arrastrado y que el caudal sea estable.

Las piezas móviles de precisión de las que dependen los caudalímetros de turbina deben estar en contacto directo con el fluido. Por lo tanto, cualquier contaminante externo puede causar daños. Por lo tanto, se debe instalar un eliminador de aire y un filtro aguas arriba para proteger el medidor de flujo contra daños.

Caudalímetro de desplazamiento determinado: medición directa del flujo volumétrico

Como uno de los primeros métodos de medición, la tecnología de desplazamiento fijo (PD) se usa ampliamente y es fácil de entender. Los medidores de flujo PD mueven fluido de forma continua y repetida hacia una pequeña cámara de medición de volumen conocido con precisión. Cada ciclo transfiere una unidad de volumen de fluido de un extremo del medidor de flujo al otro. Luego, el volumen acumulado se determina contando el número de veces que la unidad de pequeño volumen fluye a través del caudalímetro. A lo largo de los años, las tecnologías antiguas se han desarrollado enormemente, como los caudalímetros electrónicos de salida de impulsos, que son similares a muchos caudalímetros modernos, y los caudalímetros de doble manguito que reducen el impacto de los factores de presión en la precisión de la medición. Cada pulso corresponde a una cantidad discreta, que se muestra en una pantalla local y se transmite a la sala de control. En aplicaciones con productos altamente viscosos como el petróleo crudo pesado, los caudalímetros PD son extremadamente precisos y tienen relaciones de reducción de hasta 10:1.

Sin embargo, los caudalímetros PD también tienen ciertas limitaciones. No son adecuados para su uso con GLP o medios de baja viscosidad (como aceites refinados) porque no se logra un sellado adecuado entre la carcasa del instrumento y el rotor. Además, muchas piezas móviles de los caudalímetros PD son susceptibles de sufrir daños. Las piezas de desgaste deben reemplazarse periódicamente en fluidos normales para evitar una deriva excesiva. Si la tasa de desgaste aumenta debido a partículas abrasivas en el proceso, los componentes deberán reemplazarse antes para evitar fallas en el equipo. Finalmente, los caudalímetros PD están sujetos a las mismas limitaciones que los caudalímetros de turbina cuando encuentran gases arrastrados. El gas hará que el rotor gire demasiado y provocará una sobredosificación. Asimismo, aguas arriba del mismo se deberá instalar un eliminador de aire y un filtro.

Medidor de flujo másico Coriolis - medición directa del flujo másico

El medidor de flujo másico Coriolis consta de un transmisor y un sensor. El fluido pasa a través de tubos de flujo en forma de U, de percha (como se muestra) o de forma recta, que vibran perpendicularmente a la dirección del flujo del fluido. La fuerza de Coriolis generada por el fluido interactúa con la fuerza de vibración del tubo de flujo, provocando que el tubo de flujo se tuerza. El grado de torsión es proporcional al caudal másico del fluido, y el fenómeno de torsión produce un cambio de fase proporcional y medible (entre las bobinas de detección en cada extremo del tubo de flujo).

Para determinar el caudal volumétrico, un caudalímetro másico también debe determinar la densidad del fluido. Esto se puede determinar midiendo la frecuencia natural de vibración del tubo de flujo. La densidad del flujo del fluido es proporcional al cuadrado del período de vibración del tubo de flujo (inversamente proporcional al cuadrado de la frecuencia).

Dado que el caudal volumétrico solo se puede determinar después de medir el caudal másico y la densidad, es particularmente importante si el caudalímetro puede medir con precisión estas dos variables. En comparación con otros medidores de flujo, el diseño único del medidor de flujo Coriolis lo hace más preciso al medir la densidad. Una de las mejoras fue el diseño de tubos de flujo que pudieran pasar un flujo de mayor volumen. Los medidores de flujo Coriolis tienen una precisión de medición de densidad superior, lo que resulta en una mejor precisión del flujo volumétrico.

Cuándo elegir el flujo Coriolis en la transferencia de custodia

El principio de los medidores de flujo Coriolis existe hace relativamente poco tiempo, pero existe desde Micro Motion (ahora Emerson Process Management). Más de 15 000 Los caudalímetros Coriolis han sido instalados por más de 10 fabricantes de equipos desde que se introdujeron por primera vez en el mercado en la década de 1970. Después de décadas de aplicaciones de medición exitosas, en 2002 el Instituto Americano del Petróleo (API) aprobó los medidores de flujo Coriolis para transferencia de custodia (consulte el Capítulo 5.6 de API).

La cuota de mercado de la tecnología Coriolis en aplicaciones de transferencia de custodia está aumentando rápidamente. Las razones principales son las siguientes: alta precisión y repetibilidad a largo plazo, versatilidad, confiabilidad, resistencia a partículas sólidas y, más recientemente, baja. Pérdida de presión y alto rendimiento.

Precisión y repetibilidad

Los medidores de flujo Coriolis modernos brindan alta precisión y repetibilidad, incluso en relaciones de regulación más altas y condiciones de fluido con densidad, viscosidad y composición cambiantes. La última tecnología de procesamiento de señales digitales introducida por Emerson a finales de la década de 1990 ayudó a resolver el problema de la estabilidad del punto cero y garantizó que se pudiera mantener una precisión excelente en un amplio rango.

Versatilidad

Entre altos índices de reducción y factores del instrumento independientes de las propiedades del fluido, los medidores de flujo Coriolis ofrecen una amplia gama de funcionalidades. Resulta que diferentes productos requieren diferentes instrumentos para medir, pero un medidor de flujo Coriolis generalmente puede medir múltiples tipos de productos. Esto es especialmente cierto para las aplicaciones integradas de canalización de productos.

A diferencia de los caudalímetros de otras tecnologías, los caudalímetros Coriolis no requieren requisitos de instalación para rectificación y protección del instrumento. Por lo tanto, son fáciles y rentables de instalar y pueden instalarse en cualquier lugar.

Confiabilidad

El diseño sin inserción, sin sellos ni cojinetes del sensor Coriolis mantiene su integridad a largo plazo sin necesidad de mantenimiento. En vista de su alta confiabilidad, las agencias de medición en muchos países han reducido sus requisitos de calibración, mientras que otros tipos de medidores de flujo son obligatorios.

Resistencia a partículas sólidas

Las partículas sólidas del fluido pueden atravesar el instrumento sin afectar su precisión de medición. Sin embargo, para evitar la erosión del medidor de flujo, debe tener el tamaño adecuado para evitar que partículas sólidas potencialmente abrasivas pasen a través del medidor de flujo a alta velocidad.

Baja pérdida de presión

Los caudalímetros Coriolis digitales anteriores requerían un equilibrio entre precisión y pérdida de presión. Desde que Emerson Micro Motion introdujo la tecnología de procesamiento digital (también conocida como tecnología digital multivariable o MVD), todo este equilibrio ha desaparecido. Los caudalímetros Coriolis Micro Motion procesados ​​digitalmente proporcionan una mayor precisión de referencia en grandes cambios, lo que les permite superar los requisitos de precisión de transferencia de custodia con bajas pérdidas de presión.

Excelente rendimiento en aplicaciones con aire incorporado.

Al no tener piezas móviles, los medidores de flujo Coriolis no se dañarán en un entorno con aire incorporado. Además, al adoptar la última tecnología de procesamiento de señales digitales MVD de Micro Motion, el medidor de flujo Coriolis ha logrado grandes avances en la medición de flujo, reduciendo su error del 20 % a menos del 1 %.

Consideraciones sobre la instalación del medidor de flujo Coriolis

En condiciones normales, los medidores de flujo Coriolis modernos están atornillados a la tubería como una válvula. Algunos medidores de flujo más antiguos y de menor calidad no pueden medir con precisión si están desalineados, pero muchos medidores de flujo ahora se diseñan y fabrican cuidadosamente para ser inmunes a los efectos de la presión de la tubería incluso si están ligeramente desalineados.

Si entra una gran cantidad de gas en el caudalímetro, se producirán errores de medición. Una buena regla general de instalación es evitar instalar sensores en los puntos más altos de la tubería, donde el gas puede quedar atrapado fácilmente.

Los caudalímetros Coriolis no requieren rectificación para seguir siendo precisos y fiables. No es necesario instalar tuberías largas y rectas en ambos extremos. A diferencia de los medidores de flujo con partes móviles, los medidores de flujo Coriolis pueden manejar sólidos típicos de tuberías sin sufrir daños.

Si es necesario poner a cero el medidor antes de la instalación inicial, la válvula debe cerrarse para garantizar que ningún fluido pase a través del sensor. Un diagrama de proceso típico con una válvula de aislamiento es el siguiente:

Utilice un medidor de flujo Coriolis para lograr la medición de flujo máxima

Cuando el caudal total es muy alto, el método más económico es paralelo Instale varios medidores de flujo Coriolis y acumule sus valores de salida como caudal total. En algunos casos en los que se utiliza un único caudalímetro de gran diámetro, el sistema de calibración requerido no es totalmente capaz de verificar las capacidades de medición que puede lograr el instrumento de transferencia de custodia. Los instrumentos de transferencia de custodia de pequeño diámetro instalados en paralelo se pueden calibrar por separado en condiciones de bajo flujo.

Cuando se requiere un sistema de medición con múltiples instrumentos paralelos, considere usar un sistema de metrología paralelo en línea fabricado en fábrica (como el sistema Micro-Bane que se muestra a continuación) para reducir el costo y el tamaño general.

Requisitos de Certificación de Transferencia de Custodia

Los instrumentos utilizados para la transferencia de custodia deben cumplir primero con los estándares OIML (Organización Internacional de Pesos y Medidas Legales).

Muchos caudalímetros Coriolis cumplen con las siguientes normas:

o OIML R 117 (para sistemas de medición de líquidos distintos del agua)

o OIML R 115 (para cantidades de líquido Sistema de medición de flujo másico directo )

o OIML R 81 (Dispositivo de dosificación dinámica para líquidos criogénicos)

Además, cada país tiene su agencia gubernamental para regular el flujo de líquidos utilizados para el comercio. certificados y tienen especificados sus requisitos de calibración (inicial y anual). Por ejemplo, el Reglamento sobre instrumentos de medición (MID) 2004/22/CE entró en vigor el 30 de octubre de 2006 y se aplica a la medición de transferencia de custodia de líquidos y gases, y se aplica a los 27 países de la UE (más Noruega y Suiza). El caudalímetro Coriolis Micro Motion de Emerson también cumple con los requisitos de la Directiva de instrumentos de medición (MID) 2004/22/EC. También es el primer caudalímetro Coriolis que cumple con el estándar MID.

Los medidores de flujo certificados deben ir acompañados de un certificado de la agencia del país, pero el certificado lo produce y envía el fabricante del medidor. Los clientes deben solicitar un certificado al realizar el pedido, y el certificado debe enumerar los modelos de sensores y transmisores certificados.

Calibración de medidores de flujo Coriolis

Todos los medidores de flujo de transferencia de custodia deben pasar la calibración para cumplir con los requisitos reglamentarios y garantizar que la contabilidad del inventario de productos sea lo suficientemente precisa. Se utilizan tablas estándar para comparar los medidores de flujo de transferencia de custodia con un valor de referencia confiable y conocido. El siguiente método de cálculo básico se aplica a todas las calibraciones:

Coeficiente del instrumento = lectura del medidor estándar/lectura del instrumento

Los resultados de la calibración del instrumento se pueden utilizar en los siguientes aspectos:

o La lectura del medidor se multiplica por el coeficiente del medidor para obtener el valor de medición correcto

o Los resultados de la calibración se pueden usar para determinar el coeficiente de calibración del nuevo medidor

o Puede se decidirá si devolver el medidor al fabricante del equipo Analizar o calibrar con un distribuidor

Los medidores de flujo Coriolis se pueden calibrar mediante:

o Calibración gravimétrica del tanque

o Calibración del tanque volumétrico

o Tubo de volumen estándar

o Tubo de volumen pequeño estándar

o Método estándar de entrega

o Método de mesa maestra

La configuración de cada método de calibración dependerá de si se está realizando una calibración de medición de masa o de medición de volumen.

Los medidores de flujo Coriolis tienen la mayoría de métodos de calibración. Calibrar medidores de flujo Coriolis no es diferente de calibrar otros tipos de medidores de flujo. Sin embargo, si el tiempo de paso del fluido es corto, el proceso de selección de un tubo de volumen estándar pequeño o un tubo de volumen estándar para la calibración es más complicado que el de otros tipos de medidores de flujo. Los medidores de flujo Coriolis requieren tiempos de funcionamiento previo más prolongados porque los medidores de flujo Coriolis utilizan pulsos fabricados en lugar de pulsos impulsados ​​por fluidos de proceso. La velocidad de procesamiento de la señal también es una consideración importante: para el mismo tamaño y condiciones de flujo, los caudalímetros Coriolis más antiguos requieren menos equipo de verificación que los caudalímetros con procesamiento digital porque utilizan un procesamiento de señales analógico más lento.

Resumen del caso

Recientemente, un gran operador de terminales en el sudeste asiático necesitaba una solución de medición de transferencia de custodia para cinco estaciones de servicio. Compararon el caudalímetro PD con el caudalímetro Coriolis. Dado que el caudalímetro Coriolis requiere menos mantenimiento y es más confiable, finalmente eligieron el caudalímetro Coriolis. La carga de trabajo de reabastecimiento de combustible de la terminal es alta y es necesario reducir el tiempo de inactividad por mantenimiento. Al final, el operador instaló 10 medidores Coriolis, dos en cada una de sus gasolineras, como se muestra en la siguiente imagen.

Conclusión

También se pueden lograr mediciones precisas y consistentes utilizando técnicas de medición de flujo volumétrico directo e inferencial en aplicaciones de transferencia de custodia, incluidas turbinas, desplazamiento positivo y otros medidores de flujo. Sin embargo, la medición directa del flujo másico de los últimos caudalímetros Coriolis elimina muchos de los problemas que plantean los métodos de medición tradicionales. La última generación de caudalímetros que utilizan tecnología de procesamiento digital resuelve los principales problemas que dificultan la aplicación de los caudalímetros Coriolis en la transferencia de custodia (como los problemas de medición de pérdida de presión y de inclusión de aire). Sin embargo, aún es necesario considerar cuidadosamente la selección e instalación del medidor de flujo. Para la mayoría de las aplicaciones de transferencia de custodia, existen pocas razones para no elegir un medidor de flujo Coriolis.