Máy đo lưu lượng Coriolis là gì và hoạt động như thế nào?

Việc đo lưu lượng các loại chất lỏng khác nhau là một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp dầu khí. Có nhiều loại thiết bị được sử dụng cho mục đích này và lưu lượng kế Coriolis là một trong số đó. Nó đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây như một công cụ để đo lưu lượng chất lỏng và khí cho các nhà sản xuất và người sử dụng các thiết bị giàn khoan dầu khí, đồng thời cũng là một lựa chọn tuyệt vời được sử dụng như một lưu lượng kế cho chất lỏng có độ nhớt cao .
So với các loại đồng hồ đo lưu lượng khác, đồng hồ đo lưu lượng Coriolis có chi phí lắp đặt ban đầu cao hơn. Tuy nhiên, các yếu tố như độ chính xác và tốc độ đo, khả năng đo khối lượng thay vì chỉ thể tích, và chi phí bảo trì thấp hơn sau đó đều là những ưu điểm của loại đồng hồ này.

Lưu lượng kế Coriolis là gì?

Còn được gọi là lưu lượng kế khối lượng hoặc lưu lượng kế quán tính, thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên lý quán tính được tạo ra bởi chất lỏng khi chảy qua một ống dao động. Lực quán tính này dẫn đến sự xoắn của ống, tỷ lệ thuận với lưu lượng khối lượng. Mức độ xoắn hoặc biến dạng này được ghi nhận bởi các cảm biến trong thiết bị và tín hiệu lưu lượng tuyến tính được đưa ra làm đầu ra.

Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo Coriolis

Các thiết kế ban đầu của lưu lượng kế Coriolis bao gồm một ống đơn có hình dạng cong. Tuy nhiên, do thành ống mỏng nên nảy sinh vấn đề rung động. Trong các mẫu hiện đại, vấn đề này đã được khắc phục bằng cách kết hợp hai ống dẫn đến thành ống dày hơn. Ngoài ra, thiết kế được cải tiến yêu cầu ít năng lượng hơn nhưng vẫn có độ bền cao. Có nhiều hình dạng và kiểu ống khác nhau trên thị trường, mỗi loại phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Tất cả đều có độ chính xác cao và ít cần bảo trì.
Trong thiết kế này, các ống được rung theo hướng ngược nhau bằng cách sử dụng các cuộn dây từ được gắn ở phần đầu vào và đầu ra của cả hai ống. Các cụm cuộn dây từ này hoạt động như các cảm biến. Khi một từ trường được tạo ra bởi các nam châm này, các cuộn dây đi qua từ trường sẽ tạo ra sóng sin. Trong điều kiện không hoạt động khi không có chất lỏng chảy qua các ống, sóng sin ở đầu vào và đầu ra sẽ cùng pha.
Và khi có dòng chảy chất lỏng, các ống sẽ xoắn lại gây ra sự lệch pha trong các sóng hình sin. Sự xoắn này tỷ lệ thuận với khối lượng chất lỏng đang chảy và các cảm biến sẽ ghi lại giá trị lệch pha này. Độ lệch pha bằng với sự khác biệt về thời gian giữa các sóng hình sin và giá trị đo được cho biết lưu lượng khối lượng.

Ưu điểm của đồng hồ đo lưu lượng Coriolis

Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis có một số ưu điểm so với các loại đồng hồ đo lưu lượng khác. Một số ưu điểm đó được liệt kê dưới đây.
✅ Đặc điểm quan trọng của loại lưu lượng kế này là độ chính xác cao nhất trong tất cả các loại lưu lượng kế hiện có. Loại lưu lượng kế này ít cần bảo trì vì không có bộ phận chuyển động nào gây hao mòn.
✅ Chúng cũng hiếm khi cần hiệu chuẩn. Vì chúng đo lưu lượng khối lượng thay vì chỉ thể tích chất lỏng, nên chúng phù hợp để đo lưu lượng của các vật liệu được bán theo trọng lượng chứ không phải thể tích. Và trong ngành công nghiệp dầu khí, giá trị của các sản phẩm như dầu mỏ được đo bằng đơn vị nhiệt (như BTU), do đó, đồng hồ đo lưu lượng Coriolis là thiết bị được lựa chọn để tính toán lưu lượng cho các vật liệu đó.
✅ Đồng hồ đo lưu lượng khối lượng cho kết quả đo chính xác lưu lượng chất lỏng và không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng chảy. Điều này làm cho nó trở nên tuyệt vời để đo lưu lượng khí, vốn dễ bị ảnh hưởng bởi những thay đổi đã đề cập ở trên. Chính vì lý do này mà đồng hồ đo lưu lượng Coriolis ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dầu khí.

Nên sử dụng lưu lượng kế Coriolis ở đâu?