Coriolis debietmeter
Een Coriolis debiet meter, ook wel massadebietmeter genoemd, is een apparaat dat meet hoeveel vloeistof er doorheen stroomt. Het apparaat meet niet hoeveel volume aan vloeistof er door de buis stroomt, maar hoeveel massa er per tijdseenheid door het apparaat stroomt.
Volumetrische meting is alleen maar proportioneel aan het massadebiet als de dichtheid van de vloeistof constant is. Als de vloeistof een variabele dichtheid heeft, of belletjes bevat, dan is het volumedebiet vermenigvuldigd met de dichtheid niet een goede maat voor het massadebiet.
In een massadebietmeter bevindt de vloeistof zich in een gladde buis, zonder bewegende onderdelen die moeten worden schoongemaakt of onderhouden, en die vrije doorstroom van vloeistof zouden belemmeren.
Werkingsprincipe
Een draaiende massadebietmeter voor het illustreren van het werkingsprincipe van de massadebietmeter.
Wanneer er vloeistof stroomt ontstaat er een torsie van de buizen.
Er zijn twee basisconfiguraties: de gekromde buis massadebietmeter en de rechte buis massadebietmeter. In dit artikel wordt het ontwerp met een gekromde buis besproken.
De animaties rechts geven niet een daadwerkelijk bestaand Coriolis debietmeter ontwerp weer. Het doel van de animaties is om het werkingsprincipe te illustreren, en om het verband met rotatie te laten zien.
Vloeistof wordt door de massadebietmeter gepompt. Als de massa in de buis stroomt, is er een kleine vervorming van de buis. De arm waarlangs de vloeistof van de draaingsas vandaan stroomt moet een kracht uitoefenen op de vloeistof, om het impulsmoment ervan te vergroten, dus die arm buigt naar achteren. De arm waarlangs de vloeistof weer terug naar de draaingsas wordt geduwd moet een kracht uitoefenen om het impulsmoment van de vloeistof weer naar beneden te brengen, dus die arm wordt naar voren gebogen.
Samenvattend, de instroom-arm blijft enigzins achter, en de uitstroom-arm loopt vooruit op de algemene draaiing.
Het basale ontwerp van een gekromde buis massadebietmeter. De trillingsvorm als er geen vloeistof stroomt.
De animatie rechts geeft weer hoe gekromde buis massadebietmeter geconstrueerd zijn. De vloeistof wordt door twee parallele buizen geleid. Een aandrijver (niet afgebeeld) maakt dat de buizen trillen. De twee parallele buizen zijn ten opzichte van elkaar in tegenbeweging, zodat het apparaat als geheel minder gevoeligis voor trillingen van buitenaf. De daadwerkelijke frequentie van de trilling hangt van van het formaat van de massadebietmeter, en loopt van 80 tot 1000 trillingen per seconde. De daadwerkelijke uitslag van de trilling is te klein om met het blote oog te zien, maar het kan gevoeld worden wanneer de gekromde buis wordt aangeraakt.
Wanneer er geen massa stroomt is de trilling van de twee buizen symmetrisch zoals getoond wordt in de animatie.
Trillingspatroon wanneer er massa stroomt.
De animatie aan de rechterkant geeft weer wat er gebeurd als er massa stroomt, er is dan een verwringing van de buizen. De arm waardoor vloeistof van de draaings-as vandaan loopt moet een kracht uitoefenen om het impulsmoment van de vloeistof te vergroten, dus die arm loopt achter op de algehele trilling. De arm waardoor vloeistof wordt teruggedrukt naar de draaings-as moet een kracht uitoefenen op de vloeistof om het impulsmoment ervan weer te verlagen, dus die arm raakt voor op de algemene trilling.
De instroom-arm en de uitstroom-arm trillen met dezelfde frequentie als de algemene trilling, maar als er massastroom is dan lopen die twee trillingen niet gelijk op, de instroom-arm loopt achter en de uistroom-arm loopt voor. De twee trillingen zijn ten opzichte van elkaar in fase vershoven, en de mate van faseverschuiving is een maat voor de hoeveelheid massa die door de buizen stroomt.
Text, images and animations are licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 License.