Pengukur aliran massa CO2

Tantangan dalam Mengukur Aliran Volume CO2

Kebanyakan flow meter CO2 yang umum digunakan saat ini dirancang untuk mengukur aliran gas volumetrik. Namun, karena volume gas CO2 dipengaruhi oleh suhu, tekanan, dan parameter lainnya, setiap perubahan dalam kondisi ini mengharuskan aliran volume terukur disesuaikan ke nilai yang sesuai dalam kondisi standar atau yang telah disepakati. Dalam praktiknya, fluktuasi suhu dan tekanan yang sering terjadi menyulitkan, dan terkadang mustahil, untuk melakukan konversi ini secara tepat waktu. Akibatnya, penggunaan flow meter massa untuk pengukuran gas CO2 semakin diminati.

Pentingnya Pengukur Aliran Massa CO2 dalam Produksi Industri

Dalam produksi industri, pengukur aliran massa CO2 sangat penting untuk mengontrol kualitas produk, menentukan rasio pencampuran berbagai bahan selama produksi, melakukan akuntansi biaya, dan memungkinkan penyesuaian otomatis pada proses produksi. Seiring kemajuan teknologi produksi industri dan peningkatan otomatisasi proses, pentingnya pengukuran aliran massa CO2 terus meningkat.

Hubungan antara Laju Aliran Volume dan Laju Aliran Massa

Hubungan antara laju aliran volume qv dan laju aliran massa qm diberikan oleh:

(1-1)

atau

(1-2)

Di mana:

• ρ adalah massa jenis cairan yang diukur, dalam kg/m³;
• A adalah luas penampang aliran (biasanya penampang pipa), dalam m²;
• V adalah kecepatan aliran rata-rata di bagian A, dalam m/s.

Pengukur Aliran Massa Tidak Langsung dan Keterbatasannya

Pengukur aliran massa CO2 dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori: tidak langsung (atau turunan) dan langsung. Pengukur aliran massa tidak langsung pertama-tama mengukur aliran volume CO2, kemudian mengalikannya dengan densitas fluida, yang dicapai melalui densitometer dan pengali. Karena keterbatasan struktur dan komponennya, densitometer tidak dapat beroperasi secara efektif dalam kondisi suhu dan tekanan tinggi, sehingga bergantung pada nilai densitas tetap untuk menghitung aliran massa. Namun, karena densitas fluida bervariasi terhadap tekanan dan suhu, penggunaan nilai densitas tetap dalam berbagai kondisi menghasilkan kesalahan pengukuran aliran massa yang signifikan, sehingga memerlukan kompensasi parameter. Hal ini mendorong pengembangan pengukur aliran terkompensasi suhu dan tekanan, yang mendeteksi suhu dan tekanan fluida dan secara otomatis mengubahnya menjadi nilai densitas yang sesuai menggunakan model matematika. Hasil kali nilai densitas ini dan aliran volume menghasilkan pengukuran aliran massa. Jenis pengukur ini disebut sebagai pengukur aliran massa terkompensasi suhu dan tekanan dan banyak digunakan dalam industri.

Pengukur Aliran Massa Langsung: Pengukuran Akurat tanpa Kompensasi Parameter

Di sisi lain, pengukur aliran massa langsung mengukur besaran yang berkaitan langsung dengan aliran massa, memastikan bahwa sinyal keluaran yang mewakili aliran massa tidak bergantung pada tekanan, suhu, dan parameter lainnya pada medium. Pendekatan ini mengatasi kompleksitas dan ketidakakuratan yang terkait dengan asumsi linearitas antara densitas, suhu, dan tekanan dalam berbagai kondisi, serta sifat kompensasi suhu dan tekanan yang rumit.

Jenis-jenis Pengukur Aliran Massa Langsung untuk Pengukuran CO2

Pengukur aliran massa langsung mendeteksi aliran massa secara langsung melalui elemen pengukurannya. Terdapat beberapa jenis pengukur aliran massa langsung, termasuk jenis momentum dan momen, jenis gaya inersia, pengukur aliran massa Coriolis, jenis tekanan diferensial, jenis getaran, dan pengukur aliran massa termal.

Pengukur aliran massa termal untuk pengukuran aliran gas CO2

Bagaimana cara kerja pengukur aliran massa termal untuk CO2?

Pengukur aliran massa termal , salah satu jenis pengukur aliran massa langsung, telah mengalami perkembangan pesat dalam beberapa tahun terakhir. Prinsip operasi dasarnya melibatkan penggunaan sumber panas eksternal untuk memanaskan CO2 yang diukur, kemudian mendeteksi perubahan medan suhu yang disebabkan oleh aliran CO2 untuk menentukan aliran massa CO2. Perubahan medan suhu ini ditunjukkan oleh perbedaan suhu antara ujung hulu dan hilir pemanas. Hubungan antara laju aliran massa (qm) fluida dan perbedaan suhu di seluruh pemanas diberikan oleh:

(1-3)

Di mana:

• P adalah daya pemanas,
• J adalah ekivalen panas,
• Cp adalah panas spesifik pada tekanan konstan fluida,
• Δt adalah perbedaan suhu antara ujung depan dan belakang pemanas.

Dari persamaan ini, dapat diamati bahwa dalam metode daya konstan, perbedaan suhu Δt berbanding terbalik dengan laju aliran massa CO2 qm . Dengan mengukur perbedaan suhu Δt , laju aliran massa qm dapat ditentukan. Sebaliknya, dalam metode perbedaan suhu konstan, daya masukan pemanas P berbanding lurus dengan laju aliran massa qm . Dengan mengukur daya masukan pemanas P , nilai qm dapat diperoleh. Metode perbedaan suhu konstan umumnya lebih disukai dalam praktik karena hubungannya yang lebih sederhana dan proses pengukuran yang lebih mudah; laju aliran massa CO2 qm dapat ditentukan secara langsung dengan membaca daya P dari meteran daya, sehingga membuatnya banyak digunakan.

Keuntungan menggunakan meteran aliran massa termal untuk pengukuran aliran massa CO2

√ Dapat langsung mengukur aliran massa gas CO2, yang sangat penting bagi proses pengendalian kuantitas masukan gas dan proses manufaktur.
√ Sensor pengukur aliran gas termal tidak memiliki bagian yang bergerak saat melakukan pengukuran aliran gas, jadi tidak ada keausan mekanis dan perawatan.
√ Dapat mengukur aliran CO2 sesaat, dan kecepatan responsnya cepat.
√ Rentang pengukuran yang luas: Rasio laju aliran maksimum terhadap rentang pengukuran minimum dapat mencapai 100:1, yang memiliki rentang pengukuran yang sangat luas dibandingkan dengan flowmeter turbin gas dan flowmeter pusaran gas.
√ Tersedia flowmeter gas inline atau flowmeter gas termal penyisipan, yang dapat digunakan untuk pengukuran aliran CO2 pada gas pipa besar.

Pengukur aliran massa Coriolis untuk mengukur CO2

Cara kerja pengukur aliran massa Coriolis untuk pengukuran aliran massa Co2.

Pengukur aliran massa Coriolis mencerminkan besarnya laju aliran massa dengan mengukur perubahan gaya Coriolis. Gaya Coriolis mengacu pada fakta bahwa, untuk sebuah benda dalam kerangka acuan yang berputar dengan kecepatan sudut seragam, selain gaya sentrifugal inersia, perlu ditambahkan gaya inersia lain kepada pengamat dalam kerangka acuan yang berputar tersebut agar hukum kedua Newton dapat digunakan untuk menggambarkan keadaan gerak benda tersebut. Gaya ini disebut gaya Coriolis, atau singkatnya gaya Coriolis. Misalnya, jika sebuah cakram digunakan sebagai kerangka acuan yang berputar, dan cakram tersebut berputar mengelilingi sumbu pusat dengan kecepatan sudut , sebuah benda diasumsikan bergerak dalam garis lurus seragam relatif terhadap cakram sepanjang jari-jari cakram dengan kecepatan dari pusat rotasi. Selain gaya sentrifugal inersia, benda tersebut juga dipengaruhi oleh gaya Coriolis. Besarnya gaya Coriolis ditentukan oleh kecepatan sudut cakram dan kecepatan radial benda. Dengan asumsi bahwa gaya Coriolis direpresentasikan oleh f, maka ekspresinya adalah:

(1-4)

Dalam rumus:

m—massa benda yang bergerak
v- Kecepatan suatu benda dalam kerangka acuan yang berputar
`w- Kecepatan sudut kerangka acuan yang berputar.

Seperti yang ditunjukkan oleh persamaan, keberadaan gaya Coriolis bergantung pada kehadiran kecepatan radial dan kecepatan sudut secara bersamaan; jika salah satu kecepatan bernilai nol, maka tidak akan ada gaya Coriolis yang dihasilkan.

Dari persamaan (1-4), terlihat jelas bahwa ketika kecepatan sudut rotasi konstan, gaya Coriolis fc berbanding lurus dengan CO2 massa dan kecepatan benda. Prinsip ini membentuk dasar teori fundamental untuk menggunakan gaya Coriolis untuk mengukur aliran massa. Dalam pengukuran aliran, CO2 yang diukur dialirkan melalui pipa bergerak, yang berputar pada kecepatan sudut tertentu, sehingga mencapai keberadaan kecepatan aliran dan kecepatan sudut secara simultan. Pipa bergerak ini disebut tabung pengukur aliran. Tabung pengukur dapat mencapai kondisi yang diperlukan dengan berputar atau bergetar secara periodik. Ketika fluida mengalir melalui tabung pengukur, ia mengalami efek Coriolis karena perubahan periodik dalam kecepatan sudut, meskipun dengan struktur yang relatif sederhana.

Fitur pengukur aliran massa CO2

↗ Dirancang untuk ukuran aliran gas mulai dari pengukur aliran massa CO2 mikro DN1,5 hingga DN200 (8 inci)
↗ Pengukuran langsung aliran massa gas untuk gas berdensitas tinggi
↗ Dilengkapi dengan layar elektronik, 4-20mA, RS485, dan opsi kontrol batch
↗ Akurasi tinggi dalam mengukur aliran massa gas
↗ Ideal untuk aplikasi aliran gas bertekanan tinggi seperti pemantauan aliran gas CO2 atau LPG
↗ Juga dapat mengukur aliran massa CO2 suhu sangat rendah
↗ Pembacaan digital laju aliran gas dalam kilogram per detik (kg/s) atau kg/jam, t/jam, satuan aliran massa

Pengukur aliran Coriolis untuk pengukuran aliran CO2 kriogenik

Pengukur aliran Coriolis sangat efektif untuk mengukur CO2 kriogenik , terutama dalam aplikasi yang membutuhkan pengukuran aliran massa yang presisi pada suhu yang sangat rendah. Pengukur ini memanfaatkan efek Coriolis, di mana laju aliran massa fluida ditentukan dengan mengukur gaya Coriolis yang diinduksi saat CO2 mengalir melalui tabung yang bergetar. Keunggulan utama penggunaan pengukur aliran Coriolis untuk CO2 kriogenik terletak pada kemampuan pengukuran massa langsungnya, yang tetap sangat akurat bahkan pada suhu yang sangat rendah. Selain itu, pengukur ini memberikan pengulangan dan keandalan yang sangat baik tanpa memerlukan penyearah aliran atau kompensasi suhu. Hal ini menjadikannya ideal untuk aplikasi seperti penyimpanan kriogenik, transportasi, dan pemberian dosis presisi dalam proses industri yang sangat penting untuk menjaga CO2 dalam keadaan superkritis atau cair.

Pengukur aliran massa CO2 mikro

Kami juga menawarkan meter aliran massa mikro untuk CO2, terutama termasuk meter aliran mikro gas termal dan meter aliran Coriolis.

Pengukur Aliran Mikro Gas Termal/Pengendali Aliran

Pengukur termal/ pengendali aliran dirancang untuk mengukur laju aliran yang sangat rendah dengan presisi tinggi. Laju aliran minimum yang dapat dideteksi serendah 2 ml/menit, tetapi tetap mempertahankan akurasi tinggi ± 1% FS. Pengukur ini beroperasi dengan mendeteksi perubahan suhu saat CO2 melewati sensor yang dipanaskan. Keunggulannya antara lain sensitivitas tinggi terhadap laju aliran rendah, tanpa komponen bergerak (yang berarti perawatan minimal), dan waktu respons yang cepat. Pengukur ini ideal untuk aplikasi yang membutuhkan kontrol presisi terhadap gas dalam jumlah kecil, seperti dalam penelitian laboratorium, perangkat medis, dan pemantauan lingkungan.

Pengukur Aliran Mikro Coriolis ,

Di sisi lain, alat ini dapat mengukur aliran massa secara langsung dengan mendeteksi gaya Coriolis yang dihasilkan saat CO2 mengalir melalui tabung bergetar. Alat ukur ini memberikan pengukuran aliran massa yang sangat akurat dan andal, terlepas dari variasi tekanan dan suhu. Alat ukur ini sangat cocok untuk aplikasi yang mengutamakan presisi, seperti dalam manufaktur farmasi, pemrosesan kimia, serta industri makanan dan minuman. Kedua jenis alat ukur ini penting dalam proses yang membutuhkan pengukuran aliran massa CO2 yang akurat, masing-masing menawarkan keunggulan unik tergantung pada kebutuhan aplikasinya.