Pengembangan dan Aplikasi Pengukur Aliran Massa Coriolis

Abstrak: Artikel ini mengulas secara singkat proses pengembangan meter aliran massa Coriolis, merangkum status pengembangan dan penerapannya, serta menunjukkan tren pengembangannya.

Pengukuran aliran massa langsung VS pengukur aliran volumetrik

Pengukuran laju aliran, suhu, dan tekanan bersama-sama merupakan tiga parameter utama dalam pengukuran industri. Di antara ketiganya, pengukuran laju aliran merupakan yang paling kompleks dan membutuhkan akurasi tertinggi. Pengukurannya yang ekonomis, andal, dan aman memainkan peran penting dalam proses produksi. Saat ini terdapat banyak jenis instrumen yang digunakan untuk pengukuran aliran, seperti pengukur aliran roda gigi oval, pengukur aliran tekanan diferensial, pengukur aliran elektromagnetik, pengukur aliran turbin, pengukur aliran ultrasonik, dan sebagainya, yang semuanya termasuk dalam jenis pengukur aliran volumetrik .

Mengapa Industri Membutuhkan Solusi Pengukuran Aliran Massa Langsung

Dalam bidang produksi industri, karena alasan-alasan seperti keseimbangan material, keseimbangan termal, penyimpanan, dan akuntansi ekonomi, orang-orang lebih memperhatikan pengukuran massa fluida yang mengalir. Meskipun flowmeter massa tidak langsung dapat terdiri dari flowmeter volumetrik dan flowmeter densitas, strukturnya kompleks dan dipengaruhi oleh tekanan dan suhu, sehingga menghasilkan kesalahan pengukuran yang besar. Oleh karena itu, sejak lama, teknisi metrologi berharap dapat mengembangkan flowmeter massa yang dapat mengukur laju aliran massa fluida dalam pipa secara langsung.

Pengukur Aliran Coriolis vs. Pengukur Aliran Elektromagnetik dan Turbin: Akurasi

Dibandingkan dengan teknologi lain seperti flow meter elektromagnetik atau turbin , flow meter Coriolis memberikan akurasi yang lebih tinggi dan pengukuran aliran massa secara langsung. Flow meter massa Coriolis (selanjutnya disebut flow meter Coriolis) adalah jenis baru flow meter massa yang dikembangkan oleh Micro Motion pada tahun 1977, yang didasarkan pada prinsip gaya Coriolis yang sebanding dengan laju aliran massa yang dihasilkan oleh fluida dalam sistem berputar selama gerakan linier. Alat ini dapat mengukur massa fluida secara langsung dan akurat dan mendapatkan nilai densitas fluida pada saat yang bersamaan. Saat ini merupakan salah satu flow meter yang paling cepat berkembang. Setelah bertahun-tahun dikembangkan, jenis baru flow meter massa ini telah sangat meningkatkan kinerja pengukurannya dan telah menjadi pemimpin dalam pengukuran aliran.
Artikel terkait: [ Coriolis vs Pengukur aliran magnetik ]

---

Prinsip Kerja dan Rumus Pengukur Aliran Massa Gaya Coriolis

Prinsip dasar pengoperasian flowmeter Coriolis adalah gaya Coriolis. Pada sebuah cakram yang berputar dengan kecepatan sudut ω, terdapat massa m. Titik tersebut bergerak dengan kecepatan v, dan pada titik ini, partikel akan mengalami gaya inersia fiktif.

Fungsi Fc, ukurannya adalah:

Dalam rumus:
Fc adalah gaya Coriolis;
M adalah massa partikel yang diukur;
ω adalah kecepatan sudut;
V adalah kecepatan radial dalam sistem yang berputar atau berosilasi.

Pengukur Aliran Coriolis Tabung-U Getaran dan Pengukuran Torsi

Gaya Fc adalah gaya Coriolis, yang tegak lurus terhadap bidang yang ditentukan oleh ω dan v. Sebagai contoh, flowmeter massa tabung-U biasa bergetar secara seragam pada frekuensi 80 Hz di bawah aksi penggerak elektronik. Akibat adanya gaya Coriolis, fluida mengalir berlawanan arah pada kedua sisi tabung-U, dan gaya Coriolis yang dihasilkan bekerja berlawanan arah pada dinding tabung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Akibat arah gaya yang berlawanan pada tabung-tabung paralel di kedua sisi, tabung berbentuk U tersebut dikenai torsi M. Pada saat yang sama, tabung berbentuk U bergetar ke atas dan ke bawah, tabung tersebut tampak terpuntir secara bergantian dari samping, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Metode Perhitungan Sudut Torsi dan Perbedaan Waktu Pengukur Aliran Coriolis

Torsi M sebanding dengan FC, dan FC sebanding dengan mv. Oleh karena itu, selama sudut torsi θ tabung berbentuk U diukur dan torsi M dihitung, nilai laju aliran massa m dapat diperoleh. Karena sulitnya mengukur sudut torsi θ secara akurat, hubungan antara sudut θ dan selisih waktu Δt antara pipa lurus paralel yang melewati titik kesetimbangan pusat di kedua ujung tabung berbentuk U dapat digunakan untuk mencapai pengukuran sudut θ, sehingga mewujudkan pengukuran laju aliran massa.

---

Pasar Pengukur Aliran Coriolis Global

Produsen flow meter Koch asing yang mewakili pasar adalah Rosemount dan E+H, dengan pangsa pasar masing-masing 65% dan 25%. Meskipun flow meter Coriolis baru memasuki pasar pada awal 1980-an, secara bertahap telah menjadi produk flow meter yang dominan, dengan indikator kinerja teknis dan tingkat kecerdasan yang terus meningkat. Para ahli terkemuka telah berkomentar bahwa flow meter Coriolis akan menggantikan jenis flow meter massa dan flow meter volumetrik tertentu sebagai teknologi utama untuk pengukuran aliran.

Tingkat Pertumbuhan Pasar dan Statistik Penjualan Pengukur Aliran Coriolis 1991-2004

Fakta penjualan pasar juga membuktikan hal ini: banyak meteran aliran tradisional mengalami penurunan pangsa pasar yang signifikan, sementara hanya meteran aliran Koch yang tumbuh dengan tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata 16%. Menurut statistik, perkiraan kapasitas terpasang di seluruh dunia adalah 110.000 hingga 130.000 unit pada tahun 1991. Pada tahun 1995, penjualan meteran aliran global mencapai 3 miliar dolar AS, di mana meteran aliran Coriolis menyumbang 235 juta dolar AS, sekitar 8%. Dalam lima tahun terakhir, pendapatan penjualan tahunan rata-rata berbagai meteran aliran di seluruh dunia telah mencapai 2,2 miliar dolar AS, di mana pangsa meteran aliran Coriolis adalah 420 juta dolar AS, menyumbang 19%, sementara jenis meteran aliran lainnya menyumbang kurang dari 8%.

Tren Penelitian Teknologi Otomasi Industri dan Pengukur Aliran Coriolis

Namun, seiring meningkatnya permintaan akan teknologi deteksi dan pemrosesan informasi otomatis dalam produksi industri, parameter dan situasi industri yang sebelumnya tidak dapat diukur karena kompleksitas dan kesulitan fluida kini telah mengajukan persyaratan pemantauan dan pengukuran laju aliran massa. Oleh karena itu, negara-negara seperti Amerika Serikat, Jerman, Inggris, dan Jepang sedang melakukan penelitian teknologi untuk pengukur aliran Coriolis baru. Mengingat prospek pasar yang luas dan keuntungan yang tinggi dari instrumen baru ini, berbagai negara telah berinvestasi besar-besaran dan berambisi untuk memanfaatkan teknologi ini sebaik-baiknya.

---

Status Pengembangan Pengukur Aliran Coriolis Tiongkok

Tiongkok relatif terlambat dalam penelitian dan penerapan meter aliran Coriolis. Sejak pertengahan 1980-an, meter aliran Coriolis telah diterapkan pada beberapa set peralatan lengkap yang diimpor. Pada tahun 1992, sekitar 2000 unit telah digunakan, terutama di industri perminyakan dan kimia. Dalam beberapa tahun terakhir, seiring dengan meningkatnya pemahaman tentang meter aliran Coriolis, jumlah meter aliran Coriolis yang terpasang di Tiongkok terus meningkat, dan cakupan aplikasinya pun semakin luas. Namun, sebagian besar di antaranya diimpor dari luar negeri.

Flowmeter Coriolis seri SH-CMF dan SH-CMD dari silverinstruments.com memiliki pengalaman produksi hampir 40 tahun. Kami berkomitmen untuk mencapai keunggulan dalam proses produksi, dan 40 tahun pengalaman aplikasi telah memungkinkan flowmeter berkualitas kami untuk memiliki aplikasi yang stabil dan unggul di berbagai industri. Untuk beberapa aplikasi industri khusus, kami telah membuat terobosan, seperti flowmeter Coriolis bertekanan tinggi 1000 bar, flowmeter Coriolis suhu ultra-rendah -260 derajat Celcius, flowmeter Coriolis suhu ultra-tinggi 400 derajat Celcius, dan material sensor aliran massa khusus seperti tantalum dan titanium. Monel dan lainnya, kami semua telah mencapai terobosan teknologi.


Artikel terkait: [Pengembangan Pengukur Aliran Coriolis Tiongkok]

Pengukur Aliran Massa Gas Diameter Kecil di Industri Kimia Tiongkok

Alat ukur aliran massa gas ukuran kecil banyak digunakan di Tiongkok, terutama digunakan pada peralatan eksperimen skala kecil dan menengah, perangkat analisis dan deteksi daring, serta produksi industri semikonduktor di industri kimia dan petrokimia. Alat ukur aliran massa gas ukuran besar terutama digunakan untuk mengukur gas alam dan gas batubara. Meskipun jumlahnya tidak banyak, prospeknya menjanjikan. Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan alat ukur aliran massa gas ukuran kecil dan menengah di Tiongkok sangat pesat. Sebagai contoh, pada tahun 1999, total 2.785 unit telah terpasang di Tiongkok, termasuk 2.150 unit produksi dalam negeri (terutama dari produsen seperti Institut Penelitian Kimia Beijing, Kementerian Perindustrian Kimia, Pabrik Instrumen Jianzhong, dan Perusahaan Shengye), dan instrumen impor terutama dari perusahaan seperti Brooks UN. Karena keterbatasan perangkat kalibrasi, saat ini hanya ada sedikit produsen alat ukur aliran massa gas berdiameter besar di Tiongkok, tetapi silverinstruments.com dapat menawarkan alat ukur aliran massa Coriolis 12” yang dapat mengukur laju aliran sekitar 918 lb/s.

Tantangan Pengembangan dan Pertumbuhan Pasar Pengukur Aliran Massa Cairan Tiongkok

Karena tingkat kesulitan teknis yang tinggi dan siklus manfaat yang panjang, perkembangan alat ukur aliran massa cair relatif lambat. Meskipun banyak lembaga penelitian dan universitas telah mengembangkan produk ini, jumlah produsennya sangat terbatas dan outputnya tidak besar (terutama termasuk Institut Penelitian Kimia Beijing, Kementerian Perindustrian Kimia, Pabrik Instrumen Taihang Shanxi, dll.), sehingga sebagian besar masih bergantung pada impor. Namun, permintaannya terus meningkat dari tahun ke tahun.

Pertumbuhan Penjualan Flow Meter Coriolis Micro Motion di Tiongkok 1992-2004

Menurut data dari Micro Motion (MM) Company di Amerika Serikat, total penjualan perusahaan di Tiongkok mencapai 600 unit pada tahun 1992, dengan volume penjualan 1000 unit pada tahun tersebut. Pada tahun 1997, jumlah flow meter Coriolis yang terpasang sekitar 3500-4500 unit, dan pada tahun 2004, jumlahnya telah mencapai 7500 unit. Instrumen ini banyak digunakan dalam pengukuran dan pengendalian petrokimia, kimia, pabrik kaca bahan bangunan, dan tanur industri.

Perbandingan Kinerja Pengukur Aliran Coriolis Tiongkok vs. Internasional

Meskipun produksi meter aliran massa cair sangat sulit, kami kini telah mencapai beberapa terobosan teknologi. Berdasarkan perbandingan sampel yang dilakukan oleh Departemen Metrologi Nasional pada tahun 2004 terhadap produk-produk yang diproduksi oleh Perusahaan MM, Perusahaan E+H, dan Institut Penelitian Kimia Beijing, Kementerian Perindustrian Kimia, hasilnya menunjukkan bahwa indikator teknis dan kinerja ketiga produk tersebut pada dasarnya setara.

Aplikasi Pengukur Aliran Massa Coriolis di Berbagai Industri

Karena keakuratannya yang tinggi, ketahanan aus, jangkauan media pengukuran yang luas, dan pengukuran multiparameter, meter aliran massa Coriolis telah banyak digunakan dalam berbagai industri seperti perminyakan, kimia, kedirgantaraan, tenaga listrik, pembuatan kertas, makanan, dan farmasi.

Pengukuran Slurry TiO2 di Industri Kertas Menggunakan Coriolis Flow Meter

TiO2, yang digunakan untuk mengatur opasitas dan kecerahan kertas canggih dalam produksi kertas, merupakan material yang sangat mahal. TiO2 ditambahkan sebagai bubur tersuspensi dalam air dan biasanya diukur dengan flowmeter elektromagnetik untuk mengukur laju alir. Banyak faktor yang dapat menyebabkan perubahan kandungan bubuk TiO2 dalam pipa, dan operator harus menambahkan TiO2 berlebih untuk memenuhi persyaratan kecerahan dan opasitas minimum kertas. Penggunaan flowmeter Coriolis dapat memecahkan masalah pengendalian kandungan TiO2, memastikan kualitas produk tanpa pemborosan bahan, dan meningkatkan manfaat ekonomi.

Pengukuran aliran resin dan pengeras

Dalam industri kimia, banyak proses memerlukan kontrol berkelanjutan terhadap dua komponen yang dicampur dengan rasio tetap, seperti pencampuran resin dan pengeras. Dua flow meter Coriolis dipilih dalam sistem kontrol, dan dua konverter digunakan untuk mengontrol pompa pengatur kecepatan masing-masing dari kedua komponen tersebut. Konverter tersebut memiliki regulator PID, dan seluruh sistem menerapkan kontrol rasio untuk kedua komponen tersebut.

Pengukur Aliran Coriolis dalam Produksi Polipropilena dengan Katalis Padat

Selama proses produksi polipropilena, flowmeter turbin atau volumetrik rentan terhadap kerusakan akibat penggunaan katalis padat; Karena sifat pelarut yang non-konduktif, flowmeter elektromagnetik juga tidak cocok; Aditif yang dipanaskan hingga 100-150 ℃ juga akan membentuk lapisan pada sensor tekanan diferensial akibat perubahan suhu, yang memengaruhi akurasi pengukuran, dan laju alir aditif akan secara langsung memengaruhi kualitas produk. Penggunaan flowmeter Coriolis tidak dibatasi oleh berbagai faktor yang disebutkan di atas, dan menghasilkan pengukuran yang akurat.

Aplikasi Pengukur Aliran Coriolis dalam Produksi Bir dan Wiski

Dalam proses produksi bir, gula dan air perlu dicampur, dan flowmeter Coriolis digunakan. Output densitas dapat memberi tahu operator tingkat kelarutan gula. Setelah output densitas stabil, ini membuktikan bahwa kelarutan seragam, dan batch serta kualitas dapat dikontrol secara efektif. Digunakan untuk mengontrol persentase pati dalam proses produksi wiski dan minuman beralkohol lainnya untuk menghemat waktu distilasi, meningkatkan produksi, dan meningkatkan efisiensi seluruh proses manufaktur.
Aplikasi pengukur aliran Coriolis terkait lainnya

• [Pengukur Aliran Coriolis untuk Pengukuran Aliran Lateks]
• [ Pengukur aliran Coriolis untuk industri klor-alkali ]
• [ Flowmeter Coriolis untuk Mengukur Campuran Hidrokarbon Cair Suhu Rendah ]
• [Pengukur aliran massa Coriolis untuk pengukuran gas klorin]
• [ Pengukur aliran bahan bakar massa Coriolis ]

---

Keunggulan dan Keterbatasan Pengukur Aliran Coriolis dalam Aplikasi Industri

Prinsip flowmeter Coriolis menentukan keunggulannya yang luar biasa seperti akurasi tinggi dan rentang pengukuran yang luas, tetapi juga memiliki kekurangan seperti kehilangan tekanan yang tinggi, persyaratan proses manufaktur dan instalasi yang tinggi, serta kerentanan terhadap getaran eksternal. Dalam dekade terakhir, tingkat teknologi flowmeter Coriolis telah meningkat pesat, dan cakupan aplikasinya semakin luas. Perkembangan flowmeter Coriolis diperkirakan akan semakin pesat di masa mendatang.

---

Tren Pengembangan Masa Depan Teknologi Pengukur Aliran Massa Coriolis

Dari status penelitian dan penerapan flowmeter Coriolis saat ini, arah pengembangan utamanya adalah:

Pengembangan Pengukur Aliran Coriolis Diameter Besar untuk Aplikasi Industri

Pengembangan meter aliran massa seri baru (diameter besar). Untuk memperluas cakupan aplikasi instrumen, berbagai perusahaan telah mengembangkan produk kaliber besar, bahkan kaliber ultra besar, berdasarkan produk asli berukuran kecil dan menengah untuk memenuhi kebutuhan berbagai pengguna.

Pengukur Aliran Coriolis Multi-Parameter: Pengukuran Aliran Massa dan Kepadatan

Mengembangkan pendekatan serbaguna untuk satu tabel. Flowmeter Coriolis terutama digunakan untuk mengukur laju aliran massa cairan, tetapi berdasarkan prinsipnya, flowmeter ini juga dapat mengukur densitas cairan. Flowmeter ini juga dapat digunakan untuk mengukur laju aliran massa gas yang mengalir di bawah tekanan tinggi karena densitasnya yang meningkat. Flowmeter Coriolis dari silverinstruments.com dapat mengukur densitas cairan.

Analisis Kesalahan Pembuatan dan Pemasangan Pengukur Aliran Coriolis

Menganalisis dampak dan hubungan numerik dari kesalahan manufaktur dan pemasangan pada flowmeter Coriolis, untuk melonggarkan persyaratan akurasi manufaktur dan pemasangan dalam rentang kesalahan pengukuran yang diizinkan dan mengurangi kesulitan proses manufaktur dan pemasangan.

Pengukur Aliran Coriolis untuk Aplikasi Fluida Kepadatan Rendah dan Dua Fasa

Memperluas lebih jauh penerapan flowmeter Coriolis untuk memungkinkan pengukuran aliran gas berdensitas rendah dan fluida dua fase gas-cair.

Informasi lebih lanjut tentang pengukur aliran Coriolis dari silverinstruments.com：