SILVER AUTOMATION INSTRUMENTS
tiếng việt

Đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis dùng cho việc nạp khí CO2 vào bình.


DN15 coriolis mass flow meter

Câu trả lời nhanh

Để nạp khí hàn hoặc hỗn hợp nhiều thành phần vào bình CO2 với lưu lượng từ 500 đến 800 kg/giờ, đường ống DN15, nhiệt độ từ 35 đến 45 °C và áp suất tăng từ 0,5 MPa lên đến 7 MPa, đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis DN15 là công cụ phù hợp. Nó đọc lưu lượng khối thực bất kể sự dao động áp suất, thay đổi mật độ hoặc sự thay đổi nhiệt độ. Silver Automation Instruments cung cấp dòng SH-CMF-15 với định mức 10 MPa, đầu ra xung 4-20 mA điều khiển trực tiếp logic điểm đặt PLC nạp khí. Độ chính xác tiêu chuẩn 0,5%, các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng bằng thép không gỉ 316L, bộ truyền tín hiệu chống cháy nổ và kết nối mặt bích. Mã model cấu hình: SH-CMF-15-P4-H1-T1-O1O2-C3-E1-A4-B1-P1-M1-PC1.

Ứng dụng: Nạp khí CO2 vào bình khí hàn.

Một khách hàng trong lĩnh vực khí công nghiệp vận hành một trạm nạp khí vào bình chứa hỗn hợp hàn. Quy trình này nghe có vẻ đơn giản trên lý thuyết nhưng lại gây áp lực lớn lên đồng hồ đo lưu lượng:

  • Dịch: CO2pha khí
  • Nhiệt độ xử lý: 35 đến 45 °C
  • Đồ thị áp suất đầu vào: bắt đầu ở mức 0,5 MPa, tăng nhanh lên 2 MPa, sau đó tăng đều lên 7 MPa khi xi lanh được lấp đầy.
  • Kích thước ống: DN15
  • Lưu lượng: 500 đến 800 kg/giờ
  • Yêu cầu đầu ra: tín hiệu gửi đến PLC điều khiển quá trình chiết rót, PLC này sẽ so sánh với điểm đặt và đóng van khi đạt đến khối lượng mục tiêu.

DN15 coriolis mass flow meter

Chu trình nạp là phần khó nhất. Áp suất tăng gấp 14 lần trong một chu trình. Mật độ CO2 ở 0,5 MPa và 40 °C vào khoảng 9 kg/m³. Ở 7 MPa và 40 °C, khí đang tiến gần đến vùng siêu tới hạn và mật độ tăng vọt lên trên 250 kg/m³. Bất kỳ thiết bị đo thể tích nào cũng sẽ sai lệch hơn 25 lần trong suốt chu trình. Cách duy nhất để định lượng khối lượng chính xác là đo khối lượng trực tiếp.

Tại sao cần sử dụng lưu lượng kế khối Coriolis?

DN15 coriolis mass flow meter

Lưu lượng kế Coriolis là sự lựa chọn hoàn hảo cho việc nạp khí CO2 vào bình.

Dưới đây là các loại lưu lượng kế thay thế cho lưu lượng kế Coriolis trong ứng dụng nạp khí CO2 vào bình :

• Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt : hoạt động với khí nhưng được đánh giá ở áp suất thấp, thường dưới 1 MPa. Ở 7 MPa, cảm biến sẽ bị hỏng. Đồng thời được hiệu chuẩn cho một thành phần khí cố định. Khách hàng cũng cung cấp hỗn hợp khí hàn đa thành phần (Ar/CO2, He/Ar/CO2), do đó hỗn hợp khí thay đổi giữa các lô hàng. Đồng hồ đo nhiệt cần hiệu chuẩn lại hoặc hệ số chuyển đổi khí cho mỗi hỗn hợp, điều này làm tăng sai số.

• Lưu lượng kế xoáy : cần vận tốc tối thiểu, khoảng 4 đến 5 m/s đối với khí. Ở DN15 và 800 kg/h, vận tốc CO2 nằm trong phạm vi cho phép, nhưng lưu lượng kế xoáy là loại đo thể tích. Khi đó, cần bù áp suất và nhiệt độ để tính ra khối lượng. Qua sự thay đổi áp suất gấp 14 lần, phép tính bù sẽ bị sai lệch, đặc biệt là gần ranh giới pha CO2, nơi phương trình trạng thái không tuyến tính.

• Van tiết lưu dạng tấm hoặc áp suất chênh lệch : phạm vi điều chỉnh khoảng 3:1, độ chính xác từ 1 đến 2% của thang đo đầy đủ. Chấp nhận được cho việc đo lưu lượng ở trạng thái ổn định, không hữu dụng cho chu kỳ nạp bắt đầu ở áp suất thấp và kết thúc gần mức siêu tới hạn.

• Tuabin : không thích hợp để nạp khí vào xi lanh. Sự tăng áp đột ngột từ 0,5 MPa lên 2 MPa sẽ gây tải trọng sốc lên các ổ trục rôto.


Đồng hồ đo Coriolis đo lưu lượng khối trực tiếp bằng cách cảm nhận lực Coriolis tác dụng lên một ống rung mang chất lỏng. Kết quả đo không phụ thuộc vào áp suất, mật độ, nhiệt độ hoặc thành phần. Cho dù bình chứa ở áp suất 0,5 MPa hay 7 MPa, cho dù khí là CO2 tinh khiết hay hỗn hợp khí hàn, đồng hồ vẫn báo cáo cùng một lưu lượng khối tính bằng kg/h. Đó chính xác là những gì PLC điều khiển quá trình nạp khí cần.

Link tải bảng thông số kỹ thuật của đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis dòng SH-CMF >>

Đối với khách hàng này, chúng tôi đã cấu hình dòng sản phẩm SH-CMF ở mức DN15. Phân tích mã:

• SH-CMF : Đồng hồ đo lưu lượng khối Coriolis bằng bạc, thiết kế dạng ống chữ U

• 15 : Kích thước cảm biến DN15, phạm vi lưu lượng từ 0 đến 3 tấn/giờ (điểm hoạt động từ 500 đến 800 kg/giờ nằm ​​ở giữa phạm vi, nơi độ chính xác Coriolis là tốt nhất)

• P4 : định mức áp suất 10 MPa, cho phép dự phòng 30% so với mức đỉnh 7 MPa.

• H1 : màn hình tích hợp nhỏ gọn, bộ phát được gắn trên cảm biến

• T1 : phạm vi nhiệt độ xử lý từ -50 đến 150 °C

• O1O2 : đầu ra kép, tín hiệu analog 4-20 mA cộng với đầu ra xung. Tín hiệu 4-20 mA cấp cho đầu vào analog của PLC để đo tốc độ trực tiếp, đầu ra xung cấp cho đầu vào bộ đếm tốc độ cao để đo khối lượng tích lũy.

• C3 : Giao tiếp HART trên đường dây 4-20 mA, dùng để cấu hình và chẩn đoán từ xa.

• E1 : Vỏ máy phát chống cháy nổ, được chứng nhận sử dụng trong khu vực nguy hiểm (Ex d IIC T6)

• A4 : độ chính xác 0,5% của giá trị đo lưu lượng khối lượng

• B1 : Nhiệt độ môi trường xung quanh bộ phát -20 đến 50 °C

• P1 : Nguồn điện 24 V DC

• M1 : Vật liệu ống thép không gỉ 316L, tương thích với CO2 khô và hỗn hợp khí hàn.

• PC1 : Kết nối mặt bích trong quy trình


Cơ chế hoạt động của đồng hồ đo trong quá trình nạp nhiên liệu.

PLC sử dụng hai tín hiệu từ đồng hồ đo, và đó là lý do tại sao chúng tôi chỉ định đầu ra kép O1O2:

Tín hiệu tương tự 4-20 mA : thang đo từ 0 đến 1000 kg/h (hoặc bất kỳ phạm vi nào người vận hành lựa chọn). Đây là tốc độ thực tế. PLC sử dụng tín hiệu này để giám sát quá trình nạp, phát hiện đường ống bị tắc nếu tốc độ giảm đột ngột, và điều chỉnh van nạp từ trạng thái mở hé đến mở hoàn toàn khi áp suất trong xi lanh tăng lên.

Tín hiệu xung : mỗi xung đại diện cho một khối lượng cố định, ví dụ 0,1 kg. PLC đếm các xung trên đầu vào bộ đếm tốc độ cao và so sánh số lượng đếm được với điểm đặt (ví dụ, 25 kg cho một bình khí hàn tiêu chuẩn). Khi số lượng đếm đạt đến điểm đặt, PLC sẽ đóng van nạp. Đếm xung là cách thích hợp để kiểm soát tổng khối lượng theo lô vì nó không bị sai lệch như tín hiệu tương tự.

Nguyên lý điều chỉnh điểm đặt rất đơn giản: người vận hành chọn kích thước xi lanh, PLC tải khối lượng mục tiêu tương ứng tính bằng kg, mở van nạp, quan sát bộ đếm xung tăng lên, đóng van khi đạt mục tiêu. Đồng hồ đo Coriolis là thiết bị duy nhất giúp toàn bộ hệ thống hoạt động.


Tại sao lại là DN15 mà không phải DN10 hay DN20?

DN15 coriolis mass flow meter

Đồng hồ đo lưu lượng khối DN15

Ở lưu lượng cực đại 800 kg/h và mật độ CO2 khoảng 250 kg/m³ tại đỉnh chu kỳ nạp, lưu lượng thể tích khoảng 3,2 m³/h. Ở DN15 (đường kính trong 15 mm), vận tốc khí khoảng 5 m/s ở mức cực đại. Con số này nằm trong phạm vi lý tưởng cho ống Coriolis: đủ nhanh để cho tín hiệu tốt, đủ chậm để tránh ăn mòn ống hoặc giảm áp suất quá mức.

Việc chuyển sang DN10 sẽ đẩy vận tốc lên trên 11 m/s và làm tăng thêm khoảng 0,3 MPa độ giảm áp, điều này không quá quan trọng đối với nhiệm vụ này (áp suất cấp cao hơn nhiều so với áp suất trong bình), nhưng nó cũng sẽ làm giảm tuổi thọ ống. Việc chuyển sang DN20 sẽ làm giảm vận tốc xuống khoảng 3 m/s ở giai đoạn đầu của chu kỳ nạp, điều này vẫn ổn, nhưng chi phí đồng hồ đo sẽ cao hơn và vận tốc thấp hơn một chút sẽ làm giảm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ở đầu chu kỳ khi áp suất chỉ là 0,5 MPa và mật độ khí thấp.

DN15 là sự cân bằng phù hợp cho việc nạp khí CO2 vào bình với công suất từ ​​500 đến 800 kg/giờ.

Hướng dẫn lắp đặt trạm nạp khí nén

Một vài điều chúng tôi luôn nói với khách hàng khi xây dựng hệ thống chiết rót xung quanh đồng hồ đo Coriolis:

1. Lắp đặt cảm biến theo chiều dọc với dòng chảy hướng lên trên nếu có khả năng CO2 lỏng trong đường ống. Ngay cả một lượng nhỏ chất lỏng cũng sẽ làm thay đổi mật độ trong giây lát và gây nhiễu cho kết quả đo. Dòng chảy hướng lên trên cho phép bất kỳ chất lỏng nào chảy ngược trở lại nguồn.

2. Sử dụng mạch vòng bypass với van cách ly . Các trạm nạp khí CO2 cần được vệ sinh và kiểm tra thường xuyên. Mạch vòng bypass cho phép đường ống vẫn hoạt động trong khi đồng hồ đo được tháo ra để hiệu chuẩn.

3. Nối đất cho cảm biến . Khả năng chống cháy nổ chỉ bảo vệ chống lại sự bắt lửa bên trong vỏ thiết bị. Điện tích tĩnh trên đường ống dẫn khí cần một đường dẫn nối đất riêng biệt. Chúng tôi cung cấp đầu nối đất theo tiêu chuẩn.

4. Hiệu chỉnh đồng hồ đo về 0 ở áp suất đường ống , không phải ở áp suất khí quyển. Đồng hồ đo Coriolis có một độ lệch 0 nhỏ, dịch chuyển nhẹ theo áp suất hoạt động. Đối với đồng hồ đo có phạm vi dao động từ 0,5 đến 7 MPa, chúng tôi khuyên bạn nên hiệu chỉnh về 0 ở áp suất trung bình (khoảng 3 đến 4 MPa) khi không có dòng chảy, van đóng cả hai phía.

5. Dây dẫn tín hiệu xung : Giữ dây ngắn (dưới 30 m) và có lớp chắn. Tín hiệu xung là tín hiệu số nhưng đầu vào bộ đếm PLC nhạy cảm với nhiễu trên các đoạn dây dài.

Hỗn hợp nhiều thành phần: nơi mà lý thuyết Coriolis thực sự chứng tỏ giá trị của nó.

Việc nạp khí CO2 nguyên chất là trường hợp đơn giản. Khách hàng cũng nạp hỗn hợp Ar/CO2 (80/20, 75/25, 90/10 là các hỗn hợp hàn tiêu chuẩn) và hỗn hợp ba thành phần như He/Ar/CO2 để hàn thép không gỉ. Mỗi hỗn hợp có đặc tính mật độ khác nhau dưới áp suất.

Một thiết bị đo nhiệt hoặc thể tích sẽ cần một đường cong hiệu chuẩn riêng cho mỗi hỗn hợp khí. Khách hàng sẽ phải giữ nhiều thiết bị đo hoặc chấp nhận sai số lớn khi chuyển đổi sản phẩm. Thiết bị đo Coriolis đo trực tiếp khối lượng, vì vậy cùng một thiết bị có thể đo và nạp bất kỳ hỗn hợp nào mà không cần hiệu chuẩn lại. Kết quả đo mật độ từ thiết bị Coriolis (miễn phí như một biến số phụ) cũng cho phép người vận hành xác minh rằng hỗn hợp không bị tách lớp trong kho chứa lớn, điều đôi khi xảy ra với các hỗn hợp nhiều thành phần được lưu trữ trong thời gian dài.

Đây là trường hợp mà chi phí cao hơn của máy đo Coriolis sẽ nhanh chóng được bù lại. Một máy đo, cho tất cả các loại hỗn hợp, không cần hiệu chuẩn lại khi chuyển đổi sản phẩm.

Giá cả và thời gian giao hàng

Máy bơm SH-CMF-15 với cấu hình chống cháy nổ hoàn toàn, định mức áp suất 10 MPa, HART, đầu ra kép và kết nối mặt bích 316L có giá từ 6.800 đến 8.500 USD tùy thuộc vào tiêu chuẩn mặt bích (ANSI 600# hoặc DIN PN100) và lớp bảo vệ bề mặt. Thời gian giao hàng là 25 đến 35 ngày làm việc kể từ khi xác nhận đơn đặt hàng. Chúng tôi giao hàng theo điều khoản EXW Thượng Hải hoặc DDP đến hầu hết các điểm đến ở Đông Nam Á, Trung Đông, Châu Phi và Mỹ Latinh.

Giấy chứng nhận hiệu chuẩn tại nhà máy được bao gồm. Mỗi đồng hồ đo được hiệu chuẩn bằng phương pháp ướt với nước làm chất lỏng tham chiếu, với độ chính xác lưu lượng khối lượng được ghi nhận là 0,1% trên nước. Con số độ chính xác 0,5% trên bảng thông số kỹ thuật của khách hàng là thông số kỹ thuật được công bố cho ứng dụng khí, có tính đến các hiệu ứng lắp đặt điển hình và sự không chắc chắn về mật độ trong các ứng dụng khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Will the meter survive the pressure jump from 0.5 MPa to 2 MPa at the start of each fill cycle?
Yes. The SH-CMF-15-P4 is rated to 10 MPa continuous and burst-tested above 25 MPa. A jump from 0.5 to 2 MPa is a small fraction of the design envelope. The Coriolis tubes are thick-walled 316L and are not affected by pressure transients in this range. What you want to watch for is liquid hammer if there is condensed CO2 anywhere in the supply line, so install a proper drain pot upstream.
2. Do I need to compensate for temperature changes between 35 and 45 °C?
No. The Coriolis transmitter measures process temperature in real time using a built-in PT100 and compensates the mass flow reading automatically. The 10 °C ambient swing has no effect on accuracy. The temperature output is also available on the HART interface if the customer wants to log it.
3. Can the same meter handle pure CO2 and Ar/CO2 welding mixtures without recalibration?
Yes. This is the main reason to pick Coriolis over thermal or volumetric meters for a multi-product filling station. The Coriolis principle measures mass flow directly, regardless of gas composition. Switching from pure CO2 to 75/25 Ar/CO2 to 90/5/5 He/Ar/CO2 needs no setup changes. The density reading will shift, which is normal and useful for blend verification.
4. How do I wire the pulse output to a Siemens or Allen-Bradley PLC for batch control?
The pulse output is a passive open-collector type, 24 V DC compatible. Wire it into a high-speed counter input on the PLC (typical pulse rate at full flow is around 1 kHz). Configure the counter for rising-edge detection, set the scaling factor (kg per pulse) in the PLC tag, and use a compare instruction against the operator setpoint to trigger the fill valve close. We can supply a wiring diagram for common PLC families on request.
5. Is the explosion-proof rating enough for an industrial gas filling station?
The E1 option provides Ex d IIC T6 certification, which covers Zone 1 and Zone 2 hazardous areas for gas group IIC (covers hydrogen, acetylene, and all standard welding gases). For CO2 and Ar/CO2 filling, the classified area is usually Zone 2, well within the rating. If your local code requires ATEX, IECEx, or specific national certification (such as PESO for India or NEPSI for China), confirm with us at the order stage and we will supply the matching documentation.
6. How long does one Coriolis meter last in a 24/7 cylinder filling station?
Field life is typically 8 to 12 years for the sensor and 6 to 8 years for the transmitter electronics. The Coriolis tubes have no moving parts and no contact with rotating seals, so wear is minimal as long as the gas is dry and free of solids. Two things shorten the life: liquid CO2 slugs that hammer the tubes (install a drain pot upstream), and condensate that pools at the inlet during shutdown (mount the meter vertical-up). We have customers in the industrial gas business running the SH-CMF series on 24/7 filling lines since 2017 with only one zero-point adjustment per year as routine maintenance. Recalibration interval is 2 to 3 years for custody transfer duty, 5 years for internal batch control.

Hãy gửi cho chúng tôi thông tin chi tiết về trạm xăng của bạn.

Nếu bạn đang xây dựng hoặc nâng cấp trạm nạp khí cho bình khí CO2, khí hàn hoặc hỗn hợp nhiều thành phần, hãy gửi cho chúng tôi:

  • Các loại khí bạn sẽ sử dụng (CO2 nguyên chất, hỗn hợp Ar/CO2, hỗn hợp He, các loại khác)
  • Phạm vi lưu lượng (kg/h) ở tốc độ nạp tối thiểu và tối đa.
  • Biểu đồ áp suất: áp suất ban đầu, áp suất đỉnh, hành vi tăng giảm áp suất
  • Khoảng nhiệt độ xử lý (°C)
  • Kích thước ống (DN hoặc NPS) và vật liệu
  • Kết nối quy trình: tiêu chuẩn mặt bích (ANSI, DIN, JIS) và định mức
  • Các tín hiệu đầu ra cần thiết: 4-20 mA, xung, HART, Modbus
  • Phân loại khu vực nguy hiểm (Vùng 1, Vùng 2 hoặc không nguy hiểm)
  • Nhãn hiệu và kiểu máy PLC, nếu bạn muốn sơ đồ đấu dây.

Chúng tôi sẽ trả lời trong vòng một ngày làm việc với mã model Coriolis được đề xuất, thông số độ chính xác, giá cả và thời gian giao hàng. Đối với các ứng dụng CO2 áp suất cao hoặc siêu tới hạn trên 10 MPa, vui lòng hỏi về các tùy chọn SH-CMF-P5 (16 MPa) và SH-CMF-P6 (25 MPa).

Để lại tin nhắn Gửi email cho chúng tôi

chúng tôi sẽ liên lạc với bạn trong vòng 24 giờ..

Email
sales@silverinstruments.com
WA
WhatsApp QR Scan to WhatsApp
Inquiry
Send a Quote