เครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis คืออะไร และทำงานอย่างไร?

การวัดอัตราการไหลของของเหลวต่างๆ ถือเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ มีอุปกรณ์หลายประเภทที่ใช้สำหรับจุดประสงค์นี้ และเครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis เป็นหนึ่งในนั้น เครื่องวัดอัตราการไหลนี้ได้รับความนิยมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในฐานะเครื่องมือสำหรับวัดอัตราการไหลของของเหลวและก๊าซสำหรับผู้ผลิตและผู้ใช้แท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ นอกจากนี้ยังเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับ การวัดอัตราการไหลของของเหลวที่มีความหนืดสูง
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Coriolis มีต้นทุนการติดตั้งเริ่มต้นที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทอื่น อย่างไรก็ตาม ปัจจัยต่างๆ เช่น ความแม่นยำและความเร็วในการวัด ความสามารถในการวัดมวลมากกว่าการวัดปริมาตรเพียงอย่างเดียว และต้นทุนการบำรุงรักษาที่ลดลงในภายหลัง ล้วนส่งผลดีต่อเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทนี้

Coriolis Flow Meter คืออะไร?

อุปกรณ์นี้เรียกอีกอย่างว่า Mass Flow Meter หรือ Inertial Flow Meter ซึ่งทำงานบนหลักการของแรงเฉื่อยที่เกิดจากของไหลขณะไหลผ่านท่อที่แกว่งไปมา แรงเฉื่อยนี้ส่งผลให้ท่อบิดตัวตามสัดส่วนของอัตราการไหลของมวล เซ็นเซอร์ในอุปกรณ์จะตรวจจับระดับความบิดตัวหรือการบิดเบี้ยวนี้ และให้สัญญาณการไหลเชิงเส้นเป็นเอาต์พุต

การทำงานของเครื่องวัด Coriolis

การออกแบบ เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Coriolis ก่อนหน้านี้ประกอบด้วยท่อเดียวที่มีรูปร่างโค้ง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผนังของท่อนี้บาง จึงมีปัญหาเรื่องการสั่นสะเทือน ในรุ่นที่ทันสมัย ปัญหาเหล่านี้ถูกกำจัดโดยการใช้ท่อสองท่อซึ่งทำให้ผนังหนาขึ้น นอกจากนี้ การออกแบบที่ปรับเปลี่ยนยังต้องการพลังงานน้อยลงแต่มีความทนทานสูง มีท่อหลายรูปทรงและหลายสไตล์วางจำหน่ายในท้องตลาด โดยแต่ละแบบเหมาะสำหรับการใช้งานเฉพาะ ท่อทั้งหมดมีความแม่นยำสูงและบำรุงรักษาง่าย
ในการออกแบบนี้ ท่อจะสั่นสะเทือนในทิศทางตรงข้ามโดยใช้ขดลวดแม่เหล็กที่ติดตั้งไว้ที่ส่วนทางเข้าและทางออกของท่อทั้งสอง ขดลวดแม่เหล็กเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ เมื่อแม่เหล็กเหล่านี้สร้างสนามแม่เหล็ก ขดลวดที่ผ่านสนามจะสร้างคลื่นไซน์ ในสภาวะว่างที่ไม่มีของเหลวไหลผ่านท่อ คลื่นไซน์ของทางเข้าและทางออกจะอยู่ในเฟสเดียวกัน
และเมื่อมีการไหลของของเหลว ท่อจะบิดตัว ส่งผลให้คลื่นไซน์เกิดการเลื่อนเฟส การบิดตัวนี้จะแปรผันตามมวลของของเหลวที่ไหล และเซนเซอร์จะจับค่าการเลื่อนเฟสนี้ การเลื่อนเฟสจะเท่ากับความแตกต่างของเวลาระหว่างคลื่นไซน์ และค่าที่อ่านได้นี้จะให้ค่าอัตราการไหลมวล

ข้อดีของเครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis

เครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis มีข้อดีหลายประการเมื่อเทียบกับเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทอื่น ดังต่อไปนี้
✅ คุณสมบัติที่สำคัญของเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทนี้ก็คือ เป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่มีความแม่นยำที่สุดในบรรดาเครื่องวัดอัตราการไหลทั้งหมดที่มีจำหน่าย เครื่องวัดอัตราการไหลเหล่านี้แทบไม่ต้องบำรุงรักษาเนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวใดๆ ที่อาจทำให้เกิดการสึกหรอได้
✅ นอกจากนี้ยังแทบไม่ต้องปรับเทียบ เนื่องจากสามารถวัดอัตราการไหลของมวลแทนที่จะวัดเฉพาะปริมาตรของของเหลว จึงเหมาะสำหรับการวัดอัตราการไหลของวัตถุดิบที่ขายตามน้ำหนัก ไม่ใช่ปริมาตร และในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ มูลค่าของผลิตภัณฑ์ เช่น ปิโตรเลียม จะวัดด้วยหน่วยความร้อน (เช่น BTU) ดังนั้น เครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis จึงเป็นตัวเลือกในการคำนวณอัตราการไหลของวัตถุดิบดังกล่าว
✅ เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลให้การวัดของเหลวที่แม่นยำและไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แรงดัน และความเร็วของการไหล ซึ่งทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดอัตราการไหลของก๊าซที่มีแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงที่กล่าวถึงข้างต้น เนื่องด้วยเหตุนี้ เครื่องวัดอัตราการไหลของ Coriolis จึงได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

เครื่องวัดอัตราการไหล Coriolis ใช้งานที่ไหน?