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Misurazione della concentrazione mediante misuratori di portata Coriolis

È noto che i misuratori di portata Coriolis sono un metodo molto preciso per misurare il flusso di massa di liquidi, gas e vapori. Tuttavia, ciò che a volte viene trascurato è che misurano contemporaneamente anche la densità. Questa è una variabile molto utile che può essere utilizzata sia per la qualità del prodotto che per la concentrazione.

Di Jonathan Humphrey, Product Marketing Manager - Flow, Endress + Hauser Ltd. ​​

Jonathan Humphrey

Jonathan Humphrey, Product Marketing Manager - Flow, Endress + Hauser Ltd


I tubi di misurazione nel flussimetro sono oscillati alla loro frequenza naturale, che dipende dal misuratore specifico e dal prodotto al suo interno.

La frequenza viene misurata ed è direttamente proporzionale alla densità del fluido. L'elettronica lo converte in un valore di densità, che può essere visualizzato sul display o reso disponibile come uscita.

Un misuratore di portata Coriolis in genere misura la densità con una precisione compresa tra ± 1kg / m3 e ± 20kg / m3 con alcuni misuratori specializzati che offrono prestazioni ancora migliori.

A causa della bassa densità dei gas, di solito non è possibile utilizzare i misuratori Coriolis per determinare la densità. Tuttavia, questa tecnica di misurazione offre alcuni eccellenti vantaggi quando si tratta di liquidi.

I misuratori Coriolis misurano anche la temperatura per fornire tutte le variabili necessarie per la misurazione della concentrazione basata sulla densità.

Quando due prodotti possono essere miscelati per formare un liquido omogeneo, le informazioni sulla densità e sulla temperatura possono essere utilizzate in una tabella o formula per determinare la concentrazione. Ciò ha molte applicazioni come Brix (zucchero nell'acqua) o ABV (alcool in volume) nell'industria alimentare e delle bevande, concentrazioni di acidi nell'industria chimica e, con misuratori avanzati, può anche essere applicato nell'industria petrolifera e del gas per determinare taglio ad acqua (olio: rapporto acqua).

Alcuni misuratori Coriolis sul mercato hanno software di concentrazione integrato; altri vengono utilizzati insieme a un controller separato. Ciò rende le informazioni sulla concentrazione direttamente disponibili su una vasta gamma di protocolli industriali tra cui 4 – 20mA HART, PROFIBUS, PROFINET e Ethernet / IP.

L'uso della comunicazione digitale fornisce anche maggiori informazioni diagnostiche, come lo stato del flussimetro, i guasti elettronici e il rilevamento dell'accumulo. Ciò può aiutare a ridurre al minimo eventuali tempi di inattività imprevisti abilitando la manutenzione predittiva

I vantaggi sono semplici: accurate misurazioni della concentrazione di misurazione in linea che possono risparmiare tempo e costi rispetto alle tecniche tipiche di laboratorio. Il rischio di perdita di un lotto viene ridotto a causa della misurazione continua e l'errore umano viene rimosso dall'equazione. Poiché le informazioni sulla densità e sulla concentrazione sono immediatamente disponibili, è possibile ottenere un controllo di processo più rigoroso.

Allo stesso tempo, lo strumento sta misurando la portata e la temperatura, quindi è possibile trasmettere una grande quantità di informazioni sul processo. È anche possibile utilizzare il misuratore per registrare il flusso totale di un componente specifico di una miscela (ad es. Alcool).

Un flussimetro Coriolis non ha parti mobili nel flusso, quindi i costi di manutenzione sono drasticamente ridotti rispetto alle più tradizionali tecniche di misurazione del flusso come misuratori di spostamento positivo o dispositivi a pressione differenziale.

A seconda della criticità del punto di misurazione, vale la pena considerare un programma di calibrazione che è in genere determinato dall'utente o dall'autorità di regolamentazione. Alcuni misuratori di portata possono autoverificarsi, il che può aiutare a qualificare le prestazioni tra le calibrazioni e, in alcuni casi, persino a prolungare il tempo tra le calibrazioni.

I misuratori di portata Coriolis sono fabbricati in una vasta gamma di diametri di tubo in modo che la densità, e quindi la concentrazione, possano essere misurati in tubi molto piccoli DN01 (1 / 24 ”) fino alle grandi dimensioni della linea di DN350 (16”).

Per ridurre al minimo le spese in conto capitale, è persino possibile installare un contatore Coriolis in una linea di bypass, a condizione che il prodotto nella linea di bypass sia rappresentativo della linea principale. Quando si utilizza un misuratore di portata volumetrico, come un misuratore di spostamento positivo, a volte è necessario compensare un cambiamento nella densità del prodotto (ad es. Dopo un cambiamento di temperatura).

In questo caso, un misuratore di Coriolis può essere utilizzato per misurare la densità e convertire la lettura del flusso volumetrico in una lettura del flusso di massa. Come sopra, questo potrebbe essere fatto in un bypass, che è una tecnica spesso usata per grandi condotte di idrocarburi.

Per la misurazione della concentrazione, è importante comprendere che l'inclusione di componenti aggiuntivi nella miscela aumenta l'errore, a meno che questi non possano essere accuratamente compensati. In caso di tre o più prodotti che cambiano, può essere difficile, anche impossibile, misurare con precisione la concentrazione.

Un esempio di questo è l'utilizzo di Brix per misurare il succo d'arancia. Brix è esclusivamente una misura dello zucchero (tipicamente saccarosio) nell'acqua, che viene spesso applicato per misurare la concentrazione di succo d'arancia.

Il succo d'arancia contiene acidi, composti fenolici e talvolta solidi che influenzano la misurazione e rendono difficile il confronto. Questo vale anche per altre tecniche come la rifrattometria, motivo per cui i due metodi potrebbero non essere d'accordo.

Talvolta è possibile configurare il flussimetro Coriolis per compensare i componenti aggiuntivi se sono molto coerenti. In caso contrario, la precisione andrà persa ma la misurazione sarà ripetibile.

PromassF300 per la misurazione della concentrazione

Un altro fattore importante è la consistenza dei prodotti. Se la densità dei componenti cambia, la densità per una data concentrazione sarà diversa, il che avrà un impatto sul risultato. Questo può spesso causare un problema nel settore lattiero-caseario quando si misura la concentrazione di grasso del latte.

Le diverse stagioni, le mandrie e l'erba possono avere un impatto sulla densità del grasso del latte, quindi diventa molto difficile misurare con precisione. Per ovviare a questo, la densità dei singoli prodotti deve essere conosciuta o misurata. Questo potrebbe essere fatto su una linea principale prima che il prodotto venga diluito o ridotto.

Strumento altamente preciso e flessibile, un misuratore di portata Coriolis offre una misurazione precisa del flusso di massa di liquidi, vapori e gas con costi operativi molto bassi, anche in installazioni strette.

Inoltre, le ulteriori variabili misurate - densità e temperatura - forniscono una grande quantità di informazioni sul processo e facilitano variabili indirette come flusso volumetrico e concentrazione (per liquidi). La misurazione della concentrazione in tempo reale può aiutare a ridurre i costi e aumentare la produttività dell'impianto.

Process Industry Informer

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