เครื่องวัดอัตราการไหลมวลแบบโคริโอลิสทำงานอย่างไร?

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบมวลโคริโอลิส (Coriolis mass flow meter) วัดอัตราการไหลของมวลของของเหลวโดยใช้หลักการทางฟิสิกส์ที่เรียกว่าปรากฏการณ์โคริโอลิส ซึ่งอธิบายถึงพฤติกรรมของมวลที่เคลื่อนที่ภายในระบบที่หมุนหรือแกว่ง แตกต่างจากเครื่องวัดอัตราการไหลแบบดั้งเดิมที่วัดปริมาตรการไหล เครื่องวัดแบบโคริโอลิสจะวัดการไหลของมวลโดยตรง ทำให้มีความแม่นยำสูงและไม่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน ความหนืด หรือความหนาแน่น

ภายในมิเตอร์จะมีท่อที่ออกแบบมาเป็นพิเศษหนึ่งหรือสองท่อ ซึ่งจะถูกทำให้สั่นอย่างต่อเนื่องด้วยความถี่ธรรมชาติโดยระบบขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อไม่มีของเหลวไหลผ่าน รูปแบบการสั่นของท่อจะสมมาตร อย่างไรก็ตาม เมื่อของเหลวเริ่มไหลผ่านท่อที่สั่น แรงโคริโอลิสจะทำให้เกิดการบิดเล็กน้อยหรือการเลื่อนเฟสในท่อ การเบี่ยงเบนนี้มีขนาดเล็กมาก แต่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ

เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ตามท่อจะตรวจจับความแตกต่างของเวลา (การเลื่อนเฟส) ระหว่างสัญญาณการสั่นสะเทือนขาเข้าและขาออก ขนาดของการเลื่อนเฟสนี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการไหลของมวล ยิ่งอัตราการไหลมากเท่าใด การเสียรูปของท่อและความแตกต่างของสัญญาณก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น จากนั้นตัวส่งสัญญาณจะแปลงข้อมูลนี้เป็นค่าการไหลของมวล

นอกจากจะวัดอัตราการไหลของมวลแล้ว เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิสยังสามารถวัดความหนาแน่นของของเหลวได้พร้อมกัน การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นส่งผลต่อความถี่การสั่นของท่อ ทำให้ระบบสามารถคำนวณความหนาแน่นได้แบบเรียลไทม์ ด้วยเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตัว เครื่องวัดยังสามารถชดเชยอุณหภูมิและคำนวณอัตราการไหลเชิงปริมาตรได้หากจำเป็น

เนื่องจากหลักการวัดนั้นอิงตามมวลมากกว่าปริมาตร เครื่องวัดแบบโคริโอลิสจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น กระบวนการทางเคมี น้ำมันและก๊าซ การผลิตอาหาร และการผลิตยา ความสามารถในการวัดอัตราการไหลของมวล ความหนาแน่น และอุณหภูมิในอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดเพียงเครื่องเดียว ทำให้เครื่องวัดแบบโคริโอลิสเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการวัดอัตราการไหลที่ใช้งานได้หลากหลายและเชื่อถือได้มากที่สุดในปัจจุบัน