Технология измерения

Кориолисовый расходомер: принцип измерения и устройство

Как работает массовый расходомер: эффект Кориолиса, фазовый сдвиг колебаний измерительных трубок, прямое измерение массы, плотности и температуры. Без пересчётов через плотность и без зависимости от профиля потока.

Обновлено: 08.10.2026

Что измеряет

Четыре величины одним прибором

Кориолисовый расходомер измеряет массу и массовый расход напрямую — в килограммах и килограммах в час. Объём и объёмный расход вычисляются по измеренной массе и плотности, поэтому промежуточный пересчёт не вносит дополнительной погрешности.

Массовый расход и масса

Прямое измерение в кг/ч, кг/мин, т/ч и накопление суммы за смену, сутки, партию. Показания не зависят от давления, температуры, вязкости и электропроводности среды.

Плотность

Диапазон 650–2000 кг/м³. По плотности решаются задачи контроля концентрации, состава двухкомпонентных сред и разбраковки продукта — без отдельного плотномера.

Температура среды

Встроенный термодатчик с погрешностью ±(0,30 + 0,005·|t|) °C. Температура доступна оператору и используется в вычислениях плотности и объёма.

Объём и объём к ст. у.

Объёмный расход и объём жидкости — по массе и плотности; для газа дополнительно вычисляется объём, приведённый к стандартным условиям.

Почему это важно. Объёмные расходомеры измеряют литры, которые при изменении температуры и давления «сжимаются» и «растягиваются». Масса от этих условий не зависит: если процесс оплачивается или дозируется по килограммам, кориолисовый расходомер измеряет именно то, что нужно, и без введения множителей.

Физика

Эффект Кориолиса: от чего зависит точность

Измерительные трубки сенсора приводятся в колебательное движение электромагнитной катушкой. Пока среда не движется, обе половины трубки колеблются синфазно. Как только через трубку идёт поток, силы Кориолиса тормозят колебания первой по потоку половины трубки и ускоряют вторую — между сигналами входных и выходных измерительных катушек возникает фазовый сдвиг.

Этот сдвиг пропорционален массе среды, прошедшей через трубку за единицу времени. Сигналы обрабатывает цифровой процессор: вычисляются массовый расход, накопленная масса, плотность и температура. Поскольку фаза колебаний измеряется непосредственно, результат не зависит от профиля скоростей потока, завихрений и физических свойств жидкости.

Три первичных сигнала

  • Фазовый сдвиг между половинами трубки — массовый расход и масса.
  • Резонансная частота колебаний трубок — плотность среды.
  • Сопротивление термодатчика внутри сенсора — температура среды.

Все вычисления выполняет трансмиттер на базе DSP и ARM. Измеренные величины выдаются в токовый, импульсный и цифровые интерфейсы.

Устройство

Из чего состоит расходомер

Сенсор (первичный преобразователь)

  • Две измерительные трубки и корпус с патрубками присоединения
  • Катушка возбуждения колебаний и измерительные катушки
  • Термодатчик (термометр сопротивления) в теле сенсора
  • Материалы трубок: 316L (стандарт), 904L, титан, сталь C4, хастеллой, дуплекс, тантал

Трансмиттер (вторичный преобразователь)

  • ME100 — корпус с взрывозащитой Ex d ib IIC T2–T6 Gb, дисплей
  • ME200 — Ex db ia IIC T6 Gb, допускается зона 0 по искробезопасным цепям, исполнение для пылевых сред IIIC
  • ME300 — без взрывозащиты, монтаж на DIN-рейку
  • Интегрированное или раздельное исполнение; кабель раздельного исполнения — до 15 м

Пять типов измерительных трубок — под разные задачи

Линейка Mass-EXPERT построена не на одном универсальном сенсоре: тип трубок подбирается под среду, давление и требования к промывке.

U — базовый

Высокая чувствительность и точность на малых расходах, универсальность. Диаметры от DN03 до DN250.

Подробнее о U-типе

K — высокое давление

Широкий U-профиль для систем сверхвысокого давления, в том числе для водорода. Диаметры DN02–DN25, давление до 96 МПа в серии PK.

Подробнее о K-типе

W — микроизгиб

Компактный сенсор для стеснённых условий и линий дозирования. Диаметры DN08–DN100.

Подробнее о W-типе

L — прямотрубный

Без изгибов: минимальное гидравлическое сопротивление, очистка CIP/SIP, вязкие и абразивные среды, гигиенические применения. Диаметры DN08–DN50.

Подробнее о L-типе

Δ — треугольный

Повышенная жёсткость и устойчивость к вибрациям и пульсациям, работа с газами под давлением. Диаметры DN01, DN02, DN25.

Подробнее о Δ-типе

Изотермический кожух

Опция поддержания температуры среды для битума, серы, парафинов и других продуктов, застывающих при охлаждении.

Подробнее о кожухе

Метрология

Точность: класс и переходный расход

Заявленная точность действует в диапазоне от переходного расхода Qпер до максимального. Ниже Qпер погрешность определяется стабильностью нуля — это физика любого кориолисового расходомера, и её важно учитывать при выборе типоразмера.

ХарактеристикаЗначение
Погрешность измерений массы жидкости±0,1; ±0,15; ±0,2; ±0,25; ±0,3; ±0,5; ±1,0 %
Погрешность измерений массы газа±0,5; ±0,7; ±1,0 %
Погрешность объёма газа, приведённого к стандартным условиям±0,75 %
Диапазон измерений массового расхода жидкостиот 1 до 1 740 000 кг/ч (по типоразмерам)
Переходный расходQпер = 100·Zs/δ0, где Zs — стабильность нуля типоразмера
Погрешность при расходе ниже Qпер±100·Zs/Qм, % от измеряемой величины
Диапазон измерений плотности650–2000 кг/м³, погрешность от ±0,15 до ±3 кг/м³ (по исполнению)
Диапазон температуры средыот −196 до +350 °C (по исполнению)
Погрешность преобразования в токовый выход±0,02 % от диапазона

Пример честного расчёта. Для DN01 стабильность нуля Zs = 0,012 кг/ч. На расходе 1 кг/ч дополнительная составляющая погрешности составит ±1,2 %, на 0,1 кг/ч — ±12 %. Поэтому для дозирования малых расходов типоразмер выбирают так, чтобы рабочий расход лежал выше Qпер, а не «с запасом вниз».

Границы применимости

Что важно учесть до заказа

  • Минимальный расход. Определяется переходным расходом Qпер и стабильностью нуля конкретного типоразмера.
  • Газ. Максимальный расход газа ограничен допустимым числом Маха и не может превышать максимальный расход жидкости для этого типоразмера.
  • Двухфазные среды. Пузырьки газа или твёрдые включения искажают колебания трубок. Для стабильных показаний поток должен быть однофазным; особенности среды указывайте в опросном листе.
  • Монтажные напряжения и вибрация. Искажают нуль прибора, поэтому монтаж выполняется без нагрузок на корпус, а калибровка нуля на месте — обязательная процедура при пусконаладке.
  • Температура. Ниже −40 °C и выше +60 °C электронику выносят: применяется раздельное исполнение с вынесенным трансмиттером.

Смотрите также

Технические данные приведены по руководству по эксплуатации и описанию типа СИ № 98506-26.

Следующий шаг

Нужен подбор под конкретную задачу?

Соберите код модели в конфигураторе или отправьте опросный лист: ответим с параметрами, сроками и стоимостью.