Co je hmotnostní průtokoměr?

Hmotnostní průtokoměr je zařízení, které se používá k měření průtoku tekutiny nebo plynu procházejícího trubicí v pevném čase. Hmotnostní tok v tomto smyslu označuje hmotnost a ne objem látky. Měření hmotnostního toku se používá v různých vědeckých a průmyslových aplikacích a je dosahováno jedním ze dvou běžných typů měřičů hmotnostního průtoku: inerciálním nebo Coriolisovým měřičem a měřičem tepelného hmotnostního průtoku.

Hmotnostní tok, který není zaměňován s objemovým tokem, je měření hmoty nebo plynu za pevný bod v určitém časovém rámci. Standardní měrnou jednotkou pro hmotnostní průtok jsou libry za sekundu nebo kilogramy za sekundu, spíše než galony nebo litry za sekundu. Tato měření se provádějí pomocí jednoho ze dvou různých typů průtokoměru. První využívá k měření hmotnostního toku přírodní jev známý jako coriolisův efekt. Druhý typ využívá principů přenosu tepla.

Coriolisův nebo inerciální hmotnostní průtokoměr využívá tekutinu protékající uspořádáním trubek, které jsou vystaveny indukované půlkruhové vibrační síle. Výsledný účinek Coriolis vede k kmitání v různých částech uspořádání trubek z fáze. Rozsah tohoto fázového posunu je přímo úměrný hmotnostnímu toku tekutiny v trubici. Senzory umístěné na zkumavce měří amplitudu, frekvenci a fázový posun těchto oscilací. Hmotnostní tok tekutiny je potom extrapolován z naměřených hodnot senzoru.

Druhý běžný typ hmotnostního průtokoměru, tepelná varianta, používá k výpočtu průtoku princip přenosu tepla za řízených podmínek. Plyn nebo tekutina prochází trubicí, kde je vystavena zdroji tepla. Když molekuly tekutiny procházejí zdrojem tepla, absorbují tepelnou energii, čímž zdroj ochlazují. Čím větší je množství tekutiny procházející tepelným zdrojem, tím větší je chladicí účinek.

Rychlost, při které dochází k přenosu molekulární energie, je známá konstanta a rozsah chlazení je měřitelná proměnná. Tyto dva faktory se používají k výpočtu počtu molekul, které prošly zdrojem tepla v daném období. Z tohoto výsledku se vypočítá přesný hmotnostní tok. Podrobný tepelný profil tekutiny a její tokové charakteristiky lze také zjistit z výsledků přenosu tepla.