Mass flow meter
द्रव्यमान प्रवाह मीटर, जिसे जड़त्वीय प्रवाह मीटर के रूप में भी जाना जाता है, एक उपकरण है जो एक नली के माध्यम से यात्रा करने वाले तरल पदार्थ की द्रव्यमान प्रवाह दर को मापता है। द्रव्यमान प्रवाह दर प्रति इकाई समय में एक निश्चित बिंदु से आगे की यात्रा करने वाले तरल पदार्थ का द्रव्यमान है। द्रव्यमान प्रवाह मीटर प्रति इकाई समय आयतन को नहीं मापता है (जैसे। क्यूबिक मीटर प्रति सेकंड) उपकरण से गुजरते हुए; यह प्रति इकाई समय द्रव्यमान को मापता है (जैसे। किलोग्राम प्रति सेकंड) उपकरण के माध्यम से बह रहा है। आयतनिक प्रवाह दर द्रव्यमान प्रवाह दर है जिसे द्रव घनत्व से विभाजित किया जाता है। यदि घनत्व स्थिर है, तो संबंध सरल है। यदि द्रव का घनत्व भिन्न है, तो संबंध सरल नहीं है। उदाहरण के लिए, द्रव का घनत्व तापमान, दबाव या संरचना के साथ बदल सकता है। तरल पदार्थ प्रवेशित बुलबुले के साथ तरल पदार्थ जैसे चरणों का एक संयोजन भी हो सकता है। नियंत्रित तरल सांद्रता पर ध्वनि वेग की निर्भरता के कारण वास्तविक घनत्व का निर्धारण किया जा सकता है। कोरिओलिस प्रवाह मीटर का संचालन सिद्धांत कोरिओलिस प्रवाह मीटर के दो बुनियादी विन्यास हैंः घुमावदार ट्यूब प्रवाह मीटर और सीधा ट्यूब प्रवाह मीटर। इस लेख में घुमावदार ट्यूब डिजाइन पर चर्चा की गई है। दाहिनी ओर के एनिमेशन वास्तव में मौजूदा कोरिओलिस फ्लो मीटर डिजाइन का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। एनिमेशन का उद्देश्य संचालन सिद्धांत को स्पष्ट करना और रोटेशन के साथ संबंध दिखाना है। द्रव्यमान प्रवाह मीटर के माध्यम से तरल पदार्थ पंप किया जा रहा है। जब द्रव्यमान प्रवाह होता है, तो नली थोड़ा मुड़ जाती है। जिस भुजा के माध्यम से तरल पदार्थ घूर्णन की धुरी से दूर बहता है, उसे अपनी कोणीय गति बढ़ाने के लिए तरल पदार्थ पर एक बल लगाना चाहिए, ताकि वह पीछे की ओर झुक जाए। जिस भुजा के माध्यम से द्रव को घूर्णन की धुरी पर वापस धकेल दिया जाता है, उसे द्रव की कोणीय गति को फिर से कम करने के लिए द्रव पर एक बल लगाना चाहिए, इसलिए वह भुजा आगे झुकेगी। दूसरे शब्दों में, इनलेट आर्म (जिसमें एक बाहरी निर्देशित प्रवाह होता है), समग्र घूर्णन से पीछे है, जो हिस्सा अक्ष के समानांतर है वह अब तिरछा है, और आउटलेट आर्म (जिसमें एक अंदर की ओर निर्देशित प्रवाह होता है) समग्र घूर्णन का नेतृत्व करता है। दाहिनी ओर का एनीमेशन दर्शाता है कि घुमावदार ट्यूब द्रव्यमान प्रवाह मीटर कैसे डिज़ाइन किए गए हैं। द्रव को दो समानांतर नलिकाओं के माध्यम से ले जाया जाता है। एक एक्चुएटर (नहीं दिखाया गया) अक्ष के समानांतर वर्गों पर समान काउंटर कंपन को प्रेरित करता है, ताकि मापने वाले उपकरण को बाहरी कंपन के प्रति कम संवेदनशील बनाया जा सके। कंपन की वास्तविक आवृत्ति द्रव्यमान प्रवाह मीटर के आकार पर निर्भर करती है, और 80 से 1000 हर्ट्ज तक होती है। कंपन का आयाम देखने में बहुत छोटा है, लेकिन इसे स्पर्श से महसूस किया जा सकता है। जब कोई तरल पदार्थ नहीं बह रहा होता है, तो दोनों नलियों की गति सममित होती है, जैसा कि बाएं एनीमेशन में दिखाया गया है। दाहिनी ओर का एनीमेशन दर्शाता है कि द्रव्यमान प्रवाह के दौरान क्या होता हैः नलिकाओं का कुछ मुड़ना। घूर्णन की धुरी से दूर प्रवाह को ले जाने वाली भुजा को प्रवाहित द्रव्यमान को बाहर की ओर ट्यूबों की कंपन गति (पूर्ण कोणीय संवेग की वृद्धि) तक बढ़ाने के लिए तरल पदार्थ पर एक बल लगाना चाहिए, इसलिए यह समग्र कंपन से पीछे है। जिस भुजा के माध्यम से तरल पदार्थ को गति की धुरी की ओर पीछे धकेल दिया जाता है, उसे तरल पदार्थ की पूर्ण कोणीय गति (कोणीय संवेग) को फिर से कम करने के लिए तरल पदार्थ पर एक बल लगाना चाहिए, इसलिए वह भुजा समग्र कंपन का नेतृत्व करती है। इनलेट भुजा और आउटलेट भुजा समग्र कंपन के समान आवृत्ति के साथ कंपन करते हैं, लेकिन जब द्रव्यमान प्रवाह होता है तो दो कंपन समन्वय से बाहर होते हैंः इनलेट भुजा पीछे होती है, आउटलेट भुजा आगे होती है। दोनों कंपनों को एक दूसरे के संबंध में चरण में स्थानांतरित किया जाता है, और चरण-परिवर्तन की डिग्री नलिकाओं और रेखा के माध्यम से बहने वाले द्रव्यमान की मात्रा के लिए एक माप है। घनत्व और आयतन माप एक यू-आकार के कोरिओलिस प्रवाह मीटर का द्रव्यमान प्रवाह इस प्रकार दिया गया हैः जहां केयू ट्यूब की तापमान पर निर्भर कठोरता है, के एक आकार-निर्भर कारक है, डी चौड़ाई है, τ समय अंतराल है, ω कंपन आवृत्ति है, और आईयू ट्यूब की जड़ता है। चूँकि नली की जड़ता इसकी सामग्री पर निर्भर करती है, एक सटीक द्रव्यमान प्रवाह दर की गणना के लिए द्रव घनत्व का ज्ञान आवश्यक है। यदि मैन्युअल अंशांकन के लिए घनत्व बहुत बार बदलता है, तो कोरिओलिस प्रवाह मीटर को घनत्व को मापने के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है। प्रवाह नलिकाओं की प्राकृतिक कंपन आवृत्ति नलिका के संयुक्त द्रव्यमान और उसमें निहित तरल पदार्थ पर निर्भर करती है। नली को गति में स्थापित करके और प्राकृतिक आवृत्ति को मापकर, नली में निहित द्रव के द्रव्यमान का अनुमान लगाया जा सकता है। नली के ज्ञात आयतन पर द्रव्यमान को विभाजित करने से हमें द्रव का घनत्व मिलता है। एक तात्कालिक घनत्व माप घनत्व के साथ द्रव्यमान प्रवाह को विभाजित करके प्रति समय आयतन में प्रवाह की गणना की अनुमति देता है। अंशांकन द्रव्यमान प्रवाह और घनत्व माप दोनों ट्यूब के कंपन पर निर्भर करते हैं। अंशांकन प्रवाह नलिकाओं की कठोरता में परिवर्तन से प्रभावित होता है। तापमान और दबाव में परिवर्तन से नली की कठोरता बदल जाएगी, लेकिन इनकी भरपाई दबाव और तापमान शून्य और अवधि क्षतिपूर्ति कारकों के माध्यम से की जा सकती है। नली की कठोरता पर अतिरिक्त प्रभाव प्रवाह नली के क्षरण के कारण समय के साथ अंशांकन कारक में बदलाव का कारण बनेंगे। इन प्रभावों में पिटिंग, क्रैकिंग, कोटिंग, कटाव या जंग शामिल हैं। गतिशील रूप से इन परिवर्तनों की भरपाई करना संभव नहीं है, लेकिन नियमित मीटर अंशांकन या सत्यापन जांच के माध्यम से प्रभावों की निगरानी करने के प्रयास किए जा सकते हैं। यदि कोई परिवर्तन हुआ माना जाता है, लेकिन इसे स्वीकार्य माना जाता है, तो निरंतर सटीक माप सुनिश्चित करने के लिए ऑफसेट को मौजूदा अंशांकन कारक में जोड़ा जा सकता है। कोरिओलिस प्रभाव प्रवाह माप गैस्पर्ड-गुस्टाव कोरिओलिस ऑसिलेटिंग यू-ट्यूब संदर्भ बाहरी लिंक प्रवाह माप पर व्याख्यान स्लाइड, मिनेसोटा विश्वविद्यालय शास्त्रीय यांत्रिकी प्रवाह मीटर द्रव्यमान