Un misuratore di portata Coriolis è uno strumento estremamente preciso in grado di offrire numerosi vantaggi rispetto ad altri dispositivi di misurazione. Tuttavia, ogni principio di misurazione ha le sue sfide e il principio Coriolis non fa eccezione. Utilizzare gli strumenti Coriolis in applicazioni a flussi ridotti nell’industria pesante può essere una vera e propria sfida, data la presenza di qualsiasi tipo di vibrazione. In questo blog, vorrei condividere le mie esperienze sull’argomento.

Il principio di Coriolis

I misuratori di portata Coriolis offrono numerosi vantaggi rispetto agli altri dispositivi di misurazione. Innanzitutto, gli strumenti Coriolis misurano la portata massica diretta. Si tratta di una caratteristica essenziale in ambito industriale, in quanto elimina le imprecisioni generate dalle proprietà fisiche del fluido. Inoltre, gli strumenti Coriolis sono estremamente precisi, hanno un elevato tasso di ripetibilità e un alto intervallo dinamico, non contengono parti meccaniche mobili, ecc.

I misuratori di portata Coriolis sono sensibili soltanto alla frequenza di risonanza o a un’armonica superiore a tale frequenza.

Le vibrazioni influiscono sulla precisione di misurazione di un misuratore di portata Coriolis?

Nelle applicazioni industriali, sono molto comuni tutti i tipi di vibrazioni con ampiezze diverse. Un misuratore Coriolis misura una portata massica utilizzando un tubo con sensore vibrante, le cui fluttuazioni finiscono intenzionalmente fuori fase quando il fluido lo attraversa. Come spiegato nel video alla fine di questo articolo.

Questa tecnica di misurazione è piuttosto sensibile alle vibrazioni involontarie con una frequenza vicina a quella di risonanza del tubo del sensore (questo dipende dal design del tubo, es. 360 Hz) o un’armonica superiore a tale frequenza (vedere immagine sotto).

La probabilità di occorrenza di tali vibrazioni involontarie è maggiore in un ambiente industriale. I fabbricanti dei misuratori di portata Coriolis fanno tutto il possibile per ridurre l’influenza delle vibrazioni sul valore misurato utilizzando soluzioni tecniche estremamente comuni, quali:

  • frequenze d’uso maggiori
  • tubi con sensori doppi
  • sensori di forme diverse
  • inerzia della massa (es. blocchi massici)
  • compensazione passiva e attiva delle vibrazioni
  • spirali

Quindi, sì, le vibrazioni possono influire sulla precisione di misurazione del misuratore di portata Coriolis, ma soltanto se la loro frequenza è vicina a quella di risonanza. Cosa si può fare in proposito? Questo dipende dal tipo di vibrazione.

Quali tipi di vibrazione esistono?

In un’area industriale, le frequenze possono essere generate da:

  • fonti di vibrazioni legate all’ambiente (come camion, trasporto su rotaie, attività industriali)
  • fonti di vibrazioni legate agli edifici (impianti meccanici ed elettrici, come quelli di climatizzazione) o
  • fonti di vibrazioni legate all’uso (attrezzature e macchine installate, come pompe, nastri trasportatori).

Queste vibrazioni viaggiano attraverso un mezzo, come il pavimento, nell’aria, attraverso i tubi o il fluido stesso. Se queste vibrazioni disturbano la frequenza del Coriolis, il flusso misurato potrebbe essere inesatto.

Per minimizzare gli effetti delle vibrazioni, è utile identificarne le fonti. A volte è possibile spostare leggermente il misuratore, ruotarlo (nella maggior parte dei casi i misuratori di portata Coriolis sono meno sensibili alle vibrazioni se ruotati di 90 gradi), utilizzare un blocco massimo (più) grande, tubi flessibili o tubi metallici a U o sospensioni alternative.

Come si verifica la prestazione di un misuratore di portata Coriolis?

Un misuratore di portata e un regolatore performante garantiranno un risultato di processo ottimale. Pertanto, si consiglia di testare il misuratore di portata Coriolis nella specifica applicazione qualora ci sia un’elevata probabilità di forti vibrazioni industriali prima di fidarsi completamente dello strumento. Fare attenzione durante il filtraggio del segnale di misurazione. In alcuni casi può essere utile (ad es., quando non sono richieste risposte rapide), ma se si desidera testare la prestazione di un misuratore di portata, il filtraggio potrebbe offuscare la valutazione.

Se in particolari circostanze il misuratore di portata Coriolis non funziona come dovrebbe, l’operatore noterà un cambio nell’uscita di processo, ad esempio, in un’applicazione il dosaggio di colorante per un detergente può provocare differenze nel colore del prodotto causate da un dosaggio errato e/o da un comportamento imprevisto del segnale di misurazione. In questi casi, sarà necessario controllare il segnale di misurazione grezzo (senza filtri!), in modo da poter avere un feedback sulle prestazioni del misuratore. Chiedete al fabbricante del misuratore di portata come spegnere tutti i filtri di segnale.


Norme sulle vibrazioni

Eccezionalmente, l’influenza delle vibrazioni esterne non è chiaramente definita una norma per i misuratori di portata Coriolis. Esistono molte norme sulle vibrazioni, ma nessuna sulla correlazione tra vibrazioni e precisione di misurazione. Ad ogni modo, due norme utili in materia di vibrazioni sono:

  • IEC60068-2, Prove ambientali per le attrezzature elettroniche di sicurezza
  • MIL STD 810, Considerazioni di ingegneria ambientale su urti, trasporto e uso

In quanto utilizzatore dei misuratori di portata Coriolis, è fondamentale comprendere il tipo di applicazione specifica, specie in relazione alle fonti potenziali di vibrazioni esterne. In quanto specialisti di misuratori di portate ridotte Coriolis, collaboriamo con partner come l’Università di Twente e TNO (un’organizzazione olandese per la ricerca scientifica applicata) per raggiungere una sempre maggiore comprensione dell’argomento.

Grazie a strutture di prova interne, siamo in grado di eseguire speciali test sulle vibrazioni. Grazie all’esperienza acquisita dalle applicazioni dei nostri clienti e dalle soluzioni personalizzate, miriamo sempre a migliorare i misuratori di portata Coriolis per offrire ai nostri clienti le migliori prestazioni possibili.

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