سنسور جریان کوریولیس (Coriolis Flow Meter)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور جریان کوریولیس (Coriolis Flow Meter) :
سنسور جریان کوریولیس دقیق ترین نوع فلومتر برای اندازه گیری مستقیم دبی جرمی است. این سنسور بر اساس اثر کوریولیس کار می کند: هنگامی که یک سیال در حال حرکت درون یک لوله نوسان کننده (متحرک) است، نیروی کوریولیس به سیال و لوله وارد می شود. این نیرو باعث ایجاد یک تغییر فاز (یا پیچش) در نوسان لوله می شود که متناسب با دبی جرمی سیال است.
ساختار معمول یک فلومتر کوریولیس شامل یک یا دو لوله (معمولا U شکل، حلزونی، یا S شکل) است که توسط یک محرک الکترومغناطیسی در فرکانس تشدید طبیعی خود (چند صد هرتز) به نوسان درمی آیند. سنسورهای مغناطیسی (پیک آپ) در دو طرف لوله (ورودی و خروجی) نصب می شوند و سرعت لحظه ای لوله را اندازه گیری می کنند. در حالت بدون جریان، هر دو سنسور نوسانات همفاز دارند. با عبور سیال، نیروی کوریولیس باعث می شود که ورودی لوله با تأخیر و خروجی آن با پیش فاز نسبت به حالت عادی نوسان کند. اختلاف فاز (
\[ \Delta \phi \]) بین دو سنسور مستقیما با دبی جرمی (
\[ \dot{m} \]) متناسب است:
\[ \dot{m} = K \cdot \Delta \phi \]که
\[ K \]ثابت کالیبراسیون سنسور است.
علاوه بر دبی جرمی، سنسور کوریولیس می تواند چگالی سیال را نیز اندازه گیری کند. فرکانس تشدید طبیعی لوله نوسان کننده به جرم کل آن (جرم لوله + جرم سیال درون آن) بستگی دارد. با اندازه گیری این فرکانس و دانستن حجم لوله، می توان چگالی سیال را محاسبه کرد. با داشتن دبی جرمی و چگالی، دبی حجمی نیز قابل محاسبه است.
\[ F_c = 2 \dot{m} (\vec{\omega} \times \vec{v}) \quad , \quad \dot{m} = K \Delta \phi \]مزایا:
بالاترین دقت در بین فلومترها (تا ۰.۱٪ از دبی).
اندازه گیری مستقیم دبی جرمی و چگالی.
مستقل از خواص سیال (ویسکوزیته، دما، فشار، رسانایی).
مناسب برای مایعات، گازها و دوغاب ها.
معایب:
هزینه بسیار بالا (به ویژه در قطرهای بزرگ).
حجیم و سنگین.
افت فشار قابل توجه.
حساسیت به لرزش های خارجی.
کاربردها: صنایع نفت و گاز (اندازه گیری و انتقال محصولات)، صنایع شیمیایی و دارویی (دوزینگ دقیق)، صنایع غذایی (تزریق مواد افزودنی)، و سوخت گیری هواپیماها.
