Co to jest przepływomierz masowy?

Przepływomierz masowy jest urządzeniem służącym do pomiaru przepływu płynu lub gazu przechodzącego przez rurkę w ustalonym czasie. Przepływ masy w tym sensie odnosi się do masy, a nie objętości substancji. Pomiar przepływu masy jest wykorzystywany w wielu zastosowaniach naukowych i przemysłowych i jest osiągany za pomocą jednego z dwóch popularnych rodzajów przepływomierzy: miernika bezwładnościowego lub Coriolisa i termicznego przepływomierza masowego.

Przepływ masowy, nie mylony z przepływem objętościowym, jest pomiarem masy płynu lub gazu przekraczającym ustalony punkt w określonym przedziale czasowym. Standardowa jednostka miary przepływu masy to funty na sekundę lub kilogramy na sekundę, a nie galony lub litry na sekundę. Pomiary wykonuje się za pomocą jednego z dwóch różnych rodzajów przepływomierzy masowych. Pierwszy wykorzystuje naturalne zjawisko znane jako efekt Coriolisa do pomiaru przepływu masy. Drugi typ wykorzystuje zasady transferu termicznego.

Przepływomierz masowy Coriolisa lub bezwładnościowy wykorzystuje płyn przepływający przez układ rur, które są poddawane indukowanej półokrągłej sile wibracyjnej. Powstały efekt Coriolisa prowadzi do oscylacji w różnych częściach układu rurek, które odchodzą od fazy. Zakres tego przesunięcia fazowego jest wprost proporcjonalny do masowego przepływu płynu w rurze. Czujniki umieszczone na rurce mierzą amplitudę, częstotliwość i przesunięcie fazowe tych oscylacji. Masowy przepływ płynu jest następnie ekstrapolowany z odczytów czujnika.

Drugi powszechny typ przepływomierza masowego, wariant termiczny, wykorzystuje zasadę wymiany ciepła w kontrolowanych warunkach do obliczania prędkości przepływu. Gaz lub płyn przepływa przez rurkę, w której jest narażony na źródło ciepła. Gdy cząsteczki płynu przechodzą przez źródło ciepła, pochłaniają energię cieplną, chłodząc w ten sposób źródło. Im większa masa płynu przechodzącego przez źródło ciepła, tym większy efekt chłodzenia.

Szybkość, z jaką zachodzi transfer energii cząsteczkowej, jest znaną stałą, a zakres chłodzenia jest zmienną mierzalną. Te dwa czynniki są wykorzystywane do obliczania liczby cząsteczek, które przeszły przez źródło ciepła w danym okresie. Na podstawie tego wyniku obliczany jest dokładny przepływ masy. Szczegółowy profil termiczny płynu i jego charakterystykę przepływu można również poznać na podstawie wyników wymiany termicznej.