Nullkalibrierung des Massenstrommessers

Es reicht aus, den Nullpunkt online zu kalibrieren – die Dichte wird automatisch korrigiert

Suchen Sie selbst nach dem Prinzip des Massenstrommessers – ein Massenstrommesser misst die Corioliskraft und hängt nicht von der Dichte ab

Man sollte zumindest sagen, von welchem Hersteller es ist, oder?

Manchmal ist auch ohne Kalibrierung eine hohe Genauigkeit möglich, und die Nullverschiebung ist gering

Das muss wohl nach Kalibrierung des Materials erfolgen. Normalerweise verwenden die Hersteller dazu ein bestimmtes Referenzmaterial – nicht irgendeine spezifische Substanz. Ich weiß nicht, welche Auswirkungen das auf die Messungen haben würde, wenn man das nicht tut

Heißt das, dass, wenn die Materialien einmal kalibriert wurden, sich die Dichte automatisch an die Veränderungen des Materials anpasst – man muss sie also nicht erneut kalibrieren?

Das Messsystem eines Massenstrommessers, wie es in Enzyklopädien beschrieben wird, umfasst einen Sensor sowie einen Transmitter zur Signalverarbeitung. Der Massenstrommesser von Rosemount basiert auf dem zweiten Newtonschen Gesetz: Kraft = Masse × Beschleunigung (F = ma). Wenn ein Teilchen mit der Masse m sich mit einer Geschwindigkeit V in einem Rohr bewegt, das sich mit einer Winkelgeschwindigkeit ω um die Achse P dreht, dann unterliegt das Teilchen zwei Arten von Beschleunigungen sowie Kräften: (1) Die normale Beschleunigung, also die Zentripetalkraft αr, deren Wert 2ωr beträgt und in Richtung der Achse P zeigt; (2) Die tangentielle Beschleunigung αt, also die Corioliskraft, deren Wert 2ωV beträgt und senkrecht zu αr gerichtet ist. Aufgrund der zusammengesetzten Bewegung wirkt auf den Teilchen in Richtung αt die Corioliskraft Fc=2ωVm. Der Kanal wiederum übt eine entgegengesetzte Kraft auf das Teilchen aus – nämlich -Fc=-2ωVm. Wenn eine Flüssigkeit mit Dichte ρ mit konstanter Geschwindigkeit V in einem rotierenden Rohr fließt, wird jedes Stück des Rohrs mit Länge Δx einer tangentialen Corioliskraft ΔFc ausgesetzt: ΔFc = 2ωVρAΔx. Dabei ist A die Querschnittsfläche des Rohrs. Da die Beziehung mq = ρVA gilt, folgt: ΔFc = 2ωqmΔx (2). Somit kann die Massenströmung durch die direkte oder indirekte Messung der Corioliskraft des fließenden Fluids in der rotierenden Röhre bestimmt werden. Prinzip der Dichtemessung: Ein Ende der Strömungsrohre ist fest fixiert, während das andere Ende frei ist. Diese Struktur kann als ein Gewicht betrachtet werden, das an einer Feder hängt – es handelt sich also um ein Gewicht/Feder-System. Sobald eine Bewegung auf dieses System ausgeübt wird, beginnt es in seiner Resonanzfrequenz zu schwingen. Diese Resonanzfrequenz hängt von der Masse des Gewichts ab. Der Durchflussrohr eines Massenstrommessers schwingt in seiner Resonanzfrequenz durch eine Antriebsspule und einen Rückkopplungsschaltkreis. Die Resonanzfrequenz des Schwingrohrs hängt von dessen Konstruktion, dem verwendeten Material sowie seiner Masse ab. Die Masse des Schwingrohrs setzt sich aus zwei Teilen zusammen: der Masse des Schwingrohrs selbst und der Masse des Mediums innerhalb des Schwingrohrs. Sobald jeder Sensor hergestellt ist, ist die Masse des Schwingrohrs selbst bereits festgelegt. Die Masse der Flüssigkeit im Schwingrohr ergibt sich aus dem Produkt aus Dichte der Flüssigkeit und dem Volumen des Schwingrohrs. Das Volumen des Schwingrohrs ist für Sensoren unterschiedlicher Durchmesser konstant. Daher steht die Schwingfrequenz in direktem Zusammenhang mit der Dichte. Bei Sensoren mit festgelegter Struktur und Materialien kann die Dichte der Flüssigkeit daher durch Messung der Resonanzfrequenz des Schwingrohrs ermittelt werden. Mithilfe eines Paares von Signaldetektoren zur Durchflussmessung kann ein Signal erzeugt werden, das die Resonanzfrequenz repräsentiert. Ein Signal eines Temperatursensors dient dazu, die durch Temperaturänderungen verursachten Veränderungen in der Steifigkeit des Durchflussrohrs auszugleichen. Die Messung des Schwingungszyklus erfolgt durch die Erfassung des Schwingungszyklus des Durchflussrohrs sowie der Temperatur. Die Messung der Dichte des Mediums erfolgt unter Verwendung der linearen Beziehung zwischen Dichte und Schwingungszyklus des Durchflussrohrs sowie standardisierter Kalibrierungskonstanten. Bei der Messung der Dichte mit einem Coriolis-Massenstromsensor, bei dem ein Schwingrohr verwendet wird, bestimmen die Steifigkeit des Rohrs, seine geometrische Struktur sowie die Masse des durchfließenden Fluids gemeinsam die Eigenfrequenz des Rohrsystems. Dadurch kann aus der gemessenen Frequenz des Rohrs die Dichte des Fluids abgeleitet werden. Der Sender verwendet eine Hochfrequenzuhr, um die Dauer der Schwingungsperiode zu messen. Die gemessenen Werte werden digital gefiltert. Anschließend wird auf die durch die Betriebstemperatur verursachten Veränderungen in der Steifigkeit des Rohrs sowie auf die daraus resultierenden Veränderungen der Eigenfrequenz Rücksicht genommen. Schließlich wird die Dichte des Prozessfluids mithilfe von Kalibrierungskoeffizienten berechnet.