Principio de funcionamiento del caudalímetro másico Coriolis

El principio de funcionamiento fundamental del caudalímetro másico Coriolis (conocido simplemente como caudalímetro Coriolis) consiste en aprovechar la fuerza Coriolis generada por el flujo de fluido dentro de un tubo vibratorio y medir directamente el caudal másico detectando la diferencia de fase del tubo. También permite obtener y medir parámetros como la densidad y la temperatura.

Desglose de los principios fundamentales

Generación de la fuerza de Coriolis. La fuerza de Coriolis es una fuerza inercial. Cuando un objeto se mueve linealmente en un sistema de referencia giratorio, está sometido a una fuerza perpendicular tanto a la dirección del movimiento como al eje de rotación. En un caudalímetro de Coriolis, el tubo de medición vibrante actúa como el "sistema de referencia giratorio" y el fluido que fluye dentro del tubo actúa como el "objeto en movimiento".

Accionamiento por vibración del tubo de medición El tubo de medición del caudalímetro (generalmente en forma de U, recto o doblemente curvado) es accionado por un actuador a una frecuencia fija (frecuencia natural) para realizar una vibración recíproca periódica (similar a la vibración de un diapasón). Cuando no hay flujo de fluido dentro del tubo, la vibración del tubo de medición es simétrica y las fases de vibración en los extremos de entrada y salida del tubo son completamente consistentes.

Diferencia de fase causada por el flujo de fluido Cuando el fluido fluye desde el extremo de entrada al extremo de salida dentro del tubo vibrante:

Cuando el fluido vibra hacia arriba junto con el tubo de medición, se ve sometido a una fuerza de Coriolis que dificulta la vibración, lo que provoca un desfase en el extremo de entrada del tubo.

Cuando el fluido vibra hacia abajo junto con el tubo de medición, se ve sometido a una fuerza de Coriolis que promueve la vibración, lo que provoca un adelanto de fase en el extremo de salida del tubo.

Esta diferencia de fuerza provoca una diferencia de fase entre los extremos de entrada y salida del tubo de medición, y la magnitud de esta diferencia de fase es directamente proporcional al caudal másico del fluido.

Los sensores de detección y cálculo de señales (como los sensores electromagnéticos) se instalan en ambos extremos del tubo de medición para detectar las señales de fase de vibración. El transmisor del caudalímetro convierte la señal de diferencia de fase en una señal eléctrica y, a continuación, calcula el caudal másico del fluido mediante un algoritmo incorporado (medición directa sin necesidad de compensación de temperatura y presión). Asimismo, la frecuencia natural del tubo de medición está relacionada con la densidad del fluido en su interior, por lo que la densidad del fluido también se puede calcular a través de la frecuencia de vibración.

Características principales (combinadas con los parámetros técnicos del caudalímetro)

Medición directa del caudal másico: a diferencia de los caudalímetros volumétricos (como los de vórtice y electromagnéticos), no es necesario realizar conversiones por densidad, por lo que la precisión y la repetibilidad se ven menos afectadas por las condiciones de trabajo.

Amplia aplicabilidad a diversos fluidos: puede medir líquidos, gases y flujos multifásicos (como líquidos con burbujas y lodos), y es especialmente adecuado para fluidos de alta viscosidad, alta temperatura y alta presión.

Ventajas en parámetros técnicos: La precisión suele alcanzar ±0,1%.～±0,5%, y la repetibilidad puede alcanzar ±0,02%.～±0,1%, cumpliendo con estándares internacionales como ISO 9104 y ASTM D5125.