Mass Flow Meter ( MFM ) เครื่องวัดการไหลของมวล คืออะไร

Mass Flow Meter (เครื่องวัดการไหลของมวล) เป็นเครื่องวัดการไหลชนิดหนึ่งและเป็นอุปกรณ์ที่วัดอัตราการไหลของมวลของของเหลวที่เคลื่อนที่ผ่านท่อได้อย่างแม่นยํา อัตราการไหลของมวลวัดมวลต่อหน่วยเวลาซึ่งแตกต่างจากอัตราการไหลเชิงปริมาตรซึ่งวัดปริมาตรต่อหน่วยเวลา

การวัดการไหลของมวลเป็นพื้นฐานของสูตรส่วนใหญ่การกําหนดสมดุลของวัสดุการเรียกเก็บเงินและการดําเนินการถ่ายโอนการดูแลทั่วทั้งอุตสาหกรรม เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นการวัดการไหลที่สําคัญที่สุดในโรงงานแปรรูปความน่าเชื่อถือและความแม่นยําของการตรวจจับการไหลของมวลจึงมีความสําคัญสูงสุด

ประเภทของเครื่องวัดการไหลของมวล

เครื่องวัดการไหลของมวล Coriolis

เครื่องวัดการไหลของมวล Coriolis แนะนําความเร่ง Coriolis เทียมซึ่งเป็นแรงที่ชัดเจนที่ทําหน้าที่สัมพันธ์กับเฟรมหมุนเข้าไปในกระแสไหลและวัดอัตราการไหลของมวลโดยการตรวจจับโมเมนตัมเชิงมุมที่เกิดขึ้น

เมื่อของเหลวไหลในท่อและอยู่ภายใต้การเร่งความเร็วของ Coriolis ผ่านการแนะนําเชิงกลของการหมุนที่ชัดเจนลงในท่อปริมาณแรงเบี่ยงเบนที่เกิดจากผลเฉื่อยของ Coriolis จะเป็นหน้าที่ของอัตราการไหลของมวลของของเหลว

เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อน

เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนยังวัดอัตราการไหลของมวลของก๊าซและของเหลวโดยตรง มิเตอร์เหล่านี้ทํางานโดยการแนะนําปริมาณความร้อนที่ทราบในกระแสน้ําและวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องหรือโดยการรักษาหัววัดที่อุณหภูมิคงที่และวัดพลังงานที่จําเป็นในการทําเช่นนั้น ส่วนประกอบของเครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนพื้นฐานประกอบด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิสองตัวและเครื่องทําความร้อนไฟฟ้าระหว่างกัน เครื่องทําความร้อนสามารถยื่นออกมาในกระแสของเหลวหรือสามารถอยู่ภายนอกท่อ

การใช้งานเครื่องวัดการไหลของมวลทั่วไป

เครื่องวัดการไหลของมวลมักใช้ในการตรวจสอบหรือควบคุมกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับมวล (เช่นปฏิกิริยาทางเคมี) ซึ่งขึ้นอยู่กับมวลสัมพัทธ์ของส่วนผสมที่ไม่ได้รับการตอบสนองเช่นสูตรสูตรการกําหนดสมดุลของวัสดุและการดําเนินการเรียกเก็บเงินและการถ่ายโอนการดูแล เนื่องจากเป็นการวัดการไหลที่สําคัญที่สุดในโรงงานแปรรูปความน่าเชื่อถือและความแม่นยําของการวัดการไหลของมวลจึงมีความสําคัญมาก

เครื่องวัดการไหลของมวล Coriolis ถูกนํามาใช้ในการใช้งานที่แตกต่างกันมากมายในอุตสาหกรรมที่หลากหลายรวมถึงในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ – การวัดทั้งก๊าซและของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและสะอาด พวกเขาให้ความแม่นยําสูงในการวัดความหนาแน่นของการวัดการไหลของมวลการวัดอุณหภูมิและความหนืด เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนมักใช้ในการตรวจสอบหรือควบคุมกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับมวลเช่นปฏิกิริยาทางเคมีที่ขึ้นอยู่กับมวลสัมพัทธ์ของส่วนผสมที่ไม่ได้รับปฏิกิริยา

การใช้งานการไหลของก๊าซทั่วไปสําหรับเครื่องวัดการไหลของมวลความร้อน ได้แก่ การวัดอากาศเผาไหม้ในหม้อไอน้ําขนาดใหญ่การวัดก๊าซในกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ในอุตสาหกรรมเคมีและปิโตรเคมีการใช้งานการวิจัยและพัฒนาแก๊สโครมาโตกราฟีและการทดสอบตัวกรองและการรั่วไหล ในการตรวจจับการไหลของมวลของไอระเหยและก๊าซที่บีบอัดได้การวัดจะไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของความดันและ / หรืออุณหภูมิ หนึ่งในความสามารถของเครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนคือการวัดอัตราการไหลของก๊าซต่ําหรือความเร็วก๊าซต่ํา (ต่ํากว่า 25 ฟุตต่อนาที) อย่างแม่นยําซึ่งต่ํากว่าที่สามารถตรวจจับได้ด้วยอุปกรณ์อื่น ๆ เครื่องวัดการไหลของความร้อนให้ช่วงสูง (10: 1 ถึง 100: 1) หากทํางานในโหมดความแตกต่างของอุณหภูมิคงที่

ในทางกลับกันหากการป้อนความร้อนคงที่ความสามารถในการตรวจจับความแตกต่างของอุณหภูมิที่น้อยมากจะถูก จํากัด และทั้งความแม่นยําและช่วงลดลง ที่การไหลปกติข้อผิดพลาดในการวัดมักจะอยู่ในช่วงเต็มสเกล 1-2%

ข้อ จํากัด ของเครื่องวัดการไหลของมวลคืออะไร?

เครื่องวัดการไหลของมวลสามารถมีความสามารถช่วงสูงมากและมีความแม่นยําสูง แต่ก็มีข้อ จํากัด ที่ร้ายแรงเช่นกัน ตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมและข้อผิดพลาดในการอ่านการคํานวณและการปรับอาจทําให้ประสิทธิภาพลดลงความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับอุปกรณ์และในที่สุดก็ลดความแม่นยํา

ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับเครื่องวัดการไหลของมวล ได้แก่ :

• เครื่องวัดการไหลของมวล Coriolis ต้องการความเร็วในการไหลสูงสําหรับการตรวจจับ และส่งผลให้แรงดันสูงลดลง
• เครื่องวัด Coriolis มีราคาแพงเมื่อเทียบกับเครื่องวัดการไหลอื่น ๆ นอกจากนี้ยังไม่สามารถใช้ได้กับท่อขนาดใหญ่
• เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนได้รับผลกระทบจากการควบแน่นของความชื้น (ในก๊าซอิ่มตัว) บนเครื่องตรวจจับอุณหภูมิซึ่งจะทําให้เทอร์โมมิเตอร์อ่านค่าต่ําและอาจนําไปสู่การกัดกร่อน
• เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนได้รับผลกระทบจากการเคลือบหรือการสะสมของวัสดุบนเซ็นเซอร์ซึ่งจะยับยั้งการถ่ายเทความร้อนและทําให้มิเตอร์อ่านค่าได้ต่ํา
• เครื่องวัดการไหลของมวลความร้อนได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของความร้อนจําเพาะที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของก๊าซ

การวัดการไหลของมวล

ในอดีตการไหลของมวลมักคํานวณจากเอาต์พุตของเครื่องวัดการไหลเชิงปริมาตรและเครื่องวัดความหนาแน่น ความหนาแน่นถูกวัดโดยตรง (รูปที่ 1-A) หรือคํานวณโดยใช้เอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิและความดันของกระบวนการ การวัดเหล่านี้ไม่แม่นยํามากเนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างความดันกระบวนการหรืออุณหภูมิของกระบวนการและความหนาแน่นไม่เป็นที่รู้จักอย่างแม่นยําเสมอไปเซ็นเซอร์แต่ละตัวจะเพิ่มข้อผิดพลาดแยกต่างหากให้กับข้อผิดพลาดในการวัดโดยรวมและความเร็วในการตอบสนองของการคํานวณดังกล่าวมักจะไม่เพียงพอที่จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงขั้นตอนในการไหล

หนึ่งในการออกแบบช่วงแรกของเครื่องวัดการไหลของมวลในตัวที่ทํางานโดยใช้โมเมนตัมเชิงมุม (รูปที่ 1-B) มันมีใบพัดที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ที่ให้โมเมนตัมเชิงมุม (การเคลื่อนที่แบบหมุน) โดยการเร่งของเหลวให้มีความเร็วเชิงมุมคงที่ ยิ่งความหนาแน่นสูงเท่าใดโมเมนตัมเชิงมุมก็ยิ่งต้องการมากขึ้นเพื่อให้ได้ความเร็วเชิงมุมนี้ ปลายน้ําของใบพัดขับเคลื่อนกังหันนิ่งแบบสปริงสัมผัสกับโมเมนตัมเชิงมุมนี้

แรงบิดที่เกิดขึ้น (แรงบิดสปริง) เป็นตัวบ่งชี้การไหลของมวล เมตรเหล่านี้ทั้งหมดมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและการออกแบบเครื่องจักรกลที่ซับซ้อน พัฒนาขึ้นครั้งแรกสําหรับการวัดเชื้อเพลิงอากาศยานบางส่วนยังคงใช้งานอยู่ อย่างไรก็ตามเนื่องจากลักษณะที่ซับซ้อนและค่าบํารุงรักษาสูงจึงค่อยๆถูกแทนที่ด้วยการออกแบบที่แข็งแกร่งและต้องการการบํารุงรักษาน้อยลง

การไหลของมวลยังสามารถวัดได้โดยการชั่งน้ําหนักแบบแบทช์หรือโดยการรวมเซ็นเซอร์ระดับที่แม่นยําเข้ากับเครื่องวัดความหนาแน่น อีกวิธีหนึ่งคือการติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณ d/p สองตัวที่ส่วนล่างของถังบรรยากาศที่ระดับความสูงต่างกัน ในกรณีนี้เอาต์พุตของเซลล์ d / p ด้านบนจะแตกต่างกันไปตามระดับในถังในขณะที่เซลล์ที่ต่ํากว่าจะวัดหัวไฮโดรสแตติกในระยะระดับความสูงคงที่ ความแตกต่างของแรงดันนี้ให้ความหนาแน่นของวัสดุในถัง ระบบดังกล่าวถูกใช้เพื่อวัดการไหลของมวลรวมของสารละลาย

การวัดการไหลของมวลเทียบกับการไหลของปริมาตร

การวัดการไหลของมวลและการวัดการไหลของปริมาตรเป็นเทคนิคสําคัญที่ใช้ในการวัดปริมาณการไหลในระบบ แม้ว่าแนวคิดทั้งสองจะเกี่ยวข้องกัน แต่ก็แตกต่างกันในวิธีสําคัญสองสามประการ การวัดการไหลของมวลเกี่ยวข้องกับปริมาณของมวลที่เคลื่อนที่ผ่านระบบในช่วงเวลาที่กําหนดโดยทั่วไปจะวัดเป็นกรัมต่อวินาที

การวัดการไหลของปริมาตรเกี่ยวข้องกับปริมาณของพื้นที่ที่มวลครอบครองในช่วงเวลาที่กําหนดโดยปกติจะวัดเป็นลิตรต่อวินาที ความคล้ายคลึงกันอย่างหนึ่งระหว่างทั้งสองคือพวกเขาทั้งสองวัดอัตราที่บางสิ่งไหลผ่านระบบ นอกจากนี้ การวัดทั้งสองมักใช้ร่วมกับการวัดอื่นๆ เพื่อให้เข้าใจระบบโดยรวมได้ดีขึ้น