Расчетно-экспериментальное исследование стабильности нуля кориолисового расходомера в зависимости от упругодемпфирующих свойств закрепления

Расчетно-экспериментальное исследование стабильности нуля кориолисового расходомера в зависимости от упругодемпфирующих свойств закрепления

Автор: Яушев Александр Анатольевич, Тараненко Павел Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 1 т.19, 2019 года.

Бесплатный доступ

В связи с задачей обеспечения точности и надежности измерений массового расхода флюида кориолисовым расходомером рассматривается вопрос об интерпретации замеченной ранее в эксперименте связи между жесткостью крепления расходомера и основной наблюдаемой величиной - сдвигом фаз между колебаниями двух соответственных точек на противоположных плечах измерительной трубки. Установлено, что в случае близости одной из собственных частот системы «кориолисов расходомер - трубопроводы», зависящей от жесткости закрепления, к частоте резонансных колебаний, на которой работает расходомер, наблюдается недопустимое увеличение погрешности измерений, связанное со смещением нуля прибора. Смещение нуля кориолисового расходомера - это величина разности фаз при нулевом расходе. Численные эксперименты, выполненные на конечноэлементной модели системы «кориолисов расходомер - трубопровод», в балочно-оболочечном приближении показали, что наблюдаемый на опыте сдвиг фаз зависит не только от массового расхода флюида, но также и от свойств системы - наличия в окрестности рабочей частоты одной из собственных частот системы «кориолисов расходомер - трубопроводы», зависящей от жесткости закрепления, демпфирующих свойств системы и величины дисбаланса двух измерительных трубок. Расчетно-экспериментальным путем установлено, что наблюдаемое смещение нуля обусловлено появлением в окрестности рабочей частоты одной из собственных частот системы «кориолисов расходомер - трубопроводы», приводящим к увеличению более чем на два порядка разности фаз двух соответствующих точек измерительных трубок на рабочей форме колебаний расходомера, росту амплитуд колебаний корпуса расходомера и изменению фазы его колебаний на 180°.

Еще

Кориолисов расходомер, смещение нуля, метод конечных элементов, демпфирование, расчет вынужденных колебаний

Короткий адрес: https://sciup.org/147231736

IDR: 147231736   |   DOI: 10.14529/engin190105

Список литературы Расчетно-экспериментальное исследование стабильности нуля кориолисового расходомера в зависимости от упругодемпфирующих свойств закрепления

  • T. Wang R. Baker, Coriolis flowmeters: a review of developments over the past 20 years, and an assessment of the state of the art and likely future directions // Flow Measurement and Instrumentation, 2014, vol. 40, pp. 99-123. DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2014.08.015
  • Anklin M., Drahm W., Rieder A. Coriolis mass flowmeters: Overview of the current state of the art and latest research // Flow Measurement and Instrumentation, 2006, vol. 17, no. 6, pp. 317-323. DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2006.07.004
  • Binulal B.R., Kochupillai J. Coriolis Flow meter: A Review from 1989 to 2014 // International Journal of Scientific and Engineering Research, 2014, vol. 5, no. 7, pp. 718-723. DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2016.01.004
  • Plache K.O. Measuring mass flow using the Coriolis principle // Instrumentation: A Reader. Springer, Boston, MA, 1990, pp. 55-62. DOI: 10.1007/978-1-4613-2263-4_6
  • Baker R. C. Coriolis flowmeters: industrial practice and published information // Flow Measurement and Instrumentation, 1994, vol. 5, no. 4, pp. 229-246. DOI: 10.1016/0955-5986(94)90027-2
  • Cheesewright R., Belhadj A., Clark C. Effect of Mechanical Vibrations on Coriolis Mass Flow Meters // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 2003, no. 1 (125), pp. 103-113.
  • DOI: 10.1115/1.1539098
  • Clark C., Cheesewright R. The influence upon Coriolis mass flow meters of external vibrations at selected frequencies // Flow Measurement and Instrumentation, 2003, no. 1-2 (14), pp. 33-42.
  • DOI: 10.1016/S0955-5986(02)00065-1
  • Cheesewright R., Clark C. The effect of flow pulsations on Coriolis mass flow meters // Journal of Fluids and Structures, 1998, no. 8 (12), pp. 1025-1039.
  • DOI: 10.1006/jfls.1998.0176
  • Enz S., Thomsen J.J. Predicting phase shift effects for vibrating fluid-conveying pipes due to Coriolis forces and fluid pulsation // Journal of Sound and Vibration, 2011, vol. 330, iss. 21, pp. 5096-5113.
  • DOI: 10.1016/j.jsv.2011.05.022
  • Cunningham T.J. Zero shifts in Coriolis sensors due to imbalance // AIAA Tech. Paper, AIAA-94-1621. 1994, pp. 2409-2418.
  • DOI: 10.2514/6.1994-1621
  • Cunningham T.J. Zero shifts due to non-proportional damping // Proceedings of the International Modal Analysis Conference - IMAC, 1997, vol. 1, pp. 237-243.
  • Kolahi K., Storm R., Rock H. Detection of zero shift in Coriolis Mass Flowmeters // Proceedings of the XVI IMEKO World Congress, 2000, vol. 6, pp. 61-66.
  • DOI: 10.1111/j.1747-1567.1992.tb00713.x
  • Storm R., Kolahi K., Rock H. Model-based correction of Coriolis mass flowmeters // IEEE transactions on instrumentation and measurement, 2002, vol. 51, no. 4, pp. 605-610.
  • DOI: 10.1109/TIM.2002.802248
  • Keita N.M. Contribution to the understanding of the zero shift effects in Coriolis mass flowmeters // Flow Measurement and Instrumentation, 1989, no. 1 (1), pp. 39-43.
  • DOI: 10.1016/0955-5986(89)90008-3
  • Thomsen J.J., Dahl J. Analytical predictions for vibration phase shifts along fluid-conveying pipes due to Coriolis forces and imperfections // Journal of Sound and Vibration, 1989, vol. 1, iss. 1, pp. 39-43.
  • DOI: 10.1016/0955-5986(89)90008-3
  • Dahl J., Thomsen J.J. Phase shift effects for fluid conveying pipes with non-ideal supports // CD-ROM Proceedings of ICTAM 2008 (International Congress of Theoretical and Applied Mechanics). 2008, pp. 1-2.
  • Enz S., Thomsen J.J., Neumeyer S. Experimental investigation of zero phase shift effects for Coriolis flowmeters due to pipe imperfections // Flow Measurement and Instrumentation, 2011, no. 1 (22), pp. 1-9.
  • DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2010.10.002
  • Enz S. Effect of asymmetric actuator and detector position on Coriolis flowmeter and measured phase shift // Flow Measurement and Instrumentation, 2010, no. 4 (21), pp. 497-503.
  • DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2010.07.003
  • Яушев А.А. Анализ влияния условий закрепления на смещение нуля кориолисового расходомера // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Машиностроение». 2017. Т. 17. № 4. С. 91-98. 10/14529/engin170409
  • DOI: 10.14529/engin170409
  • Henry M., Yaushev A., Taranenko P. Method for Diagnosing Random Zero Shift in Coriolis Flowmeter Caused by its Mechanical Support // 2018 Global Smart Industry Conference (GloSIC). IEEE, 2018, pp. 1-6.
  • DOI: 10.1109/GloSIC.2018.8570122
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp