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Products Solutions Services
La misura della portata massica (Coriolis)
Facoltà di Ingegneria, Università degli Studi di Bologna
Dipartimento di Ingegneria Industriale
Slide 1 Silvio Appoloni
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Temperatura
Volume 1 Volume 2
Massa 1 = Massa 2Massa 1
Volume 1
Massa 2
Volume 2
Perché misurare la massa, rapporto massa/volume
Slide 2 Silvio Appoloni
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Misura della portata massica: metodi tradizionali
Discontinuo, diretto Continuo, indiretto
Slide 3 Silvio Appoloni
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Come è fatto un misuratore massico Coriolis
Slide 4 Silvio Appoloni
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La forza di Coriolis
• Gaspard Gustave de Coriolis (Parigi: 1792 – 1843)
• La giostra al parco dei divertimenti
• Venti equatoriali
• Scarico dell’acqua nel lavandino
• Correnti oceaniche
Slide 5 Silvio Appoloni
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FC = - 2m · v ·
Misura diretta della portata massica: il principio
• m = massa "arbitraria” del fluido
• = velocità angolare
• v = velocità del fluido
• FC = Forza di Coriolis
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Promass: Insensibile alle vibrazioni delle tubazioni
• Sistema di misura bilanciato
• Elevata frequenza di lavoro (tipicamente da 600 a 1.000 Hz)
nessuna interferenza dell’oscillazione a causa delle vibrazioni del
processo (normalmente tra 50 e 250 Hz)
Diapason
Effetto delle vibrazioni di un Promass
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I Coriolis sono controllati alla loro frequenza di risonanza
fR = Frequenza di risonanza
mt = Massa del tubomfl = Massa del fluido
fl = Densità del fluido
c = Constante
Rfl t
fl fl
fc
m m
m V
1
2
fR = ƒ(fl)
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Sezione del sensore: Promass F
Tubi di misura
Sensori elettrodinamici Bobina d’eccitazione
Contenitore secondarioPassaparatia
Azoto
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Sezione del sensore: Promass M
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Promass: la forma dei sensori monotubo
Promass A DN 1 ÷ 4 - 20 ÷ 450 kg/h
Promass H – S – P DN 8 ÷ 50 - 2.000 ÷ 50.000 kg/h
Promass I DN 8 ÷ 80 - 2.000 ÷ 180.000 kg/h
Slide 11 Silvio Appoloni
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Promass S/P: bilanciamento sensore TMB™
Piastre dibilanciamento
Tubo di misura
Massa torcente
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• Promass I lavora con 2 frequenze di risonanza contemporaneamente:
la tipica in modo laterale a 600 ÷ 700 Hz e un nuovo modo torsionale
900 Hz.
• Promass I, con un “pendolo” sul tubo di misura, che bilancia il
sistema, è immune alle forze esterne (TMB™ -system)
Modo laterale 600-700 Hz Massa Densità
Modo torsionale (900 Hz) Viscosità
Promass I può misurare anche la viscositàOscillazione Dual Mode
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Promass: la forma dei sensori a 2 tubi
Promass E DN 8 ÷ 80 2.000 ÷ 180.000 kg/h
Promass F DN 8 ÷ 250 2.000 ÷ 2.200.000 kg/h
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Misuratore di portata massica: Principio di misura
= Sfasamento
m = Portata massica
fr = Frequenza dirisonanza
= Densità
= Resistenza RTD
T = Temperatura ~ m
fR ~
~ T
•
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Le condizioni applicative del misuratore Coriolis
• La misura è indipendente da:
• Profilo idraulico del fluido
• Composizione del fluido
• Conducibilità del liquido
• Massa volumica del fluido
• Pressione operativa
• Temperatura del fluido
• Vibrazioni del processo
• Viscosità del fluido
• Peculiarità della misura:
• Elevata accuratezza anche a
portata bassa
• Multivariabilità
• Nessuna limitazione per
l’installazione
• Nessuna ostruzione al passaggio
del fluido
• Rapido tempo di risposta alle
variazioni di portata
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Funzionalità del Promass 83
• Misura di portata massica, densità e temperatura, % solidi sospesi
(compensata in temperatura)
• Misura di portata volumetrica compensata in temperatura,
normalizzata
• Misura di densità normalizzata
• Misura densità in °Brix, ° Baumé, °API, ° Plato, ° Balling e calibrazione
• 2 contatti SPST per allarmi, predeterminazione ecc.
• Totalizzazione (con reset)
• Calibrazione di zero “reale” e manuale
• Test display
• Protocollo HART
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Prestazioni del Promass 83 F
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Prestazioni del Promass 83 F
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Il misuratore Promass F
• Design compatto
• Ridotte perdite di carico
• Sensore autosvuotante
• Parti bagnate in acciaio inox/Alloy C-22
• Idoneo fino a + 350 °C
• Numerose approvazioni:
• Ufficio Metrico Centrale, METAS, PTB, BEV,
NTEP, MC, OIML R117-1, OIML R137/D11
• Certificazioni per uso in aree pericolose
Atex, FM, CSA, ecc.
• Campo di portata 2.000 ÷ 2.200.000 kg/h
(DN 8/1/2” ÷ 250/10”)
Slide 20 Silvio Appoloni
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Il misuratore Promass 84X
84F DN 250 + 84F DN 250
Slide 21 Silvio Appoloni
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Il misuratore Promass 84X
Slide 22 Silvio Appoloni
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Il misuratore Promass 84X
• Il primo massico Coriolis al mondo realizzato con 4 tubi; perfetta simmetria
nella costruzione di questo strumento capace di misurare portate fino a
4.100.00 kg/h 720.000 bbl/day.
• Elevata insensibilità ai disturbi di processo tipica di tutti i massici di Endress
+ Hauser, non è richiesto alcun supporto supplementare.
• Strumento brevettato, dal design estremamente compatto: scartamento
massimo solo 1.870 mm, peso 564 kg, flangiatura standard fino a Cl. 600.
• Sviluppato per soddisfare le necessità tipiche del mercato Oil & Gas e di tutte
quelle industrie dove si movimentano grandi quantità di liquidi e gas (p.e.
carico/scarico navi, ferrocisterne).
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Il misuratore Promass 84X
• Flow splitter sviluppato per ridurre al minimo le perdite di carico.
• Accuratezza 0,05% v.i., grazie alla taratura PremiumCal eseguita con
banchi accreditati secondo standard internazionale EN 17025; idoneo
per applicazioni Custody Transfer secondo Direttiva MID e PTB.
• An error of 1% in the flow rate represents 300 barrels of crude oil per
hour, or about $33,000 per hour at the current price of $110 per
barrel.
• Rispondenza i principali standard internazionali della
strumentazione quali: Atex/FM/CSA; SIL 2; PED/CRN/AD 2000;
NACE/NORSOK; Profibus PA/DP; Foundation Fieldbus; Hart Protocol
ecc.
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Funzioni display e tastiera: Promass 83
Matrice operativa
Touch Control
Funzioni diagnosticapotenziate
4 linee, 16 caratteriretroilluminazione
14 lingue
Quick Setup Menù
Ruotabile, passo 45°
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Funzioni superiori: Promass 83
• S-DAT™ Sensore
• Dati sensore
• Dati calibrazione
• Diametro
• Numero di serie
• T-DAT™ Trasmettitore
• Dati trasmettitore (backup manuale)
• Indirizzo HART
• campi vari
• Unità/ Valori
• F-CHIP™ Funzioni speciali
• Software per dosaggio
• Misura di concentrazione
• Diagnostica avanzata
F-CHIPTM
T-DATTM
S-DATTM
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Misuratore di portata massica: peculiarità
• Campo di portata fino a 4.400 t/h
• Campo di pressione fino a 350/400 bar
• Campo di temperatura da - 200 a + 350 °C
• Peso fino a 900/1.000 kg
• Materiali parti bagnate:
• Acciai inossidabili vari (AISI) 904L, 316L, 316 Ti, 318, …..
• Titanio
• Alloy C-22, Nichel
• Zirconio
• Monel
• Rivestimenti con materiali nobili metallici o elastomerici
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Esperienze nella misura di gas
• anidride carbonica per bevande gassate
• aria compressa nei servizi di fabbrica
• argon in acciaieria
• azoto
• butano
• elio
• etilene
• idrogeno per idrogenazione oli e grassi
• gas naturale/metano per usi vari
• trifluoruro di boro
• propano
Slide 28 Silvio Appoloni
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Gas metano per autotrazione 250 bar, erogatore
Slide 29 Silvio Appoloni
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Gas metano alimentazione turbo gas P > 17 bar
Slide 30 Silvio Appoloni
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Esperienze nella misura di liquidi
• acqua demineralizzata
• additivi vari (basi, acidi)
• alcol e solventi in genere
• carbonato di calcio
• collanti in genere
• creme alimentari
• glicole
• glucosio
• idrocarburi, benzine, gasolio, GPL
• oli minerali e vegetali
• profumi e detergenti
• resine
Slide 31 Silvio Appoloni
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Promass 83F con batch interno: carico automatico veicoli
Slide 32 Silvio Appoloni
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Ind. farmaceutica: Promass F dosaggio componenti
Slide 33 Silvio Appoloni
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Industria chimica: collanti vari
Slide 34 Silvio Appoloni
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“Camicie” per termocondizionamento
Bulloni dichiusura
Saldatura Laser* a“bottone”
Saldature dideflusso
Attacchi fluidocondizionamento
SensorePromass
* approvate da Swiss Welding Association
Slide 35 Silvio Appoloni
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Il misuratore Dosimass: il massico per il riempimento
Liquido
Dosimass
Valvole
PLC
Recipienti
StampanteSistema dicontrollo
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Le grandi misure, le grandi quantità
• Carico del prodotto finito per la
distribuzione
• Vagoni ferroviari: portate fino a
5.000 l/min
• Autobotti: portate fino a 2.500
l/min
Slide 37 Silvio Appoloni
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Scarico della materia prima
• Trasferimenti interni
• Trasferimenti fiscali
• Rilevazione perdite pipeline
• “Crudo”
• Gas naturale liquido
• Gas naturale
• Olio pesante
• Asfalto
• Benzine
• Gasolio
Slide 38 Silvio Appoloni
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Soluzione per grandi quantità
Turbinesostituite dai
Coriolis
Smontaggiodei filtri
Installazione2 Promass
84F 10”
Slide 39 Silvio Appoloni
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Promass X metering skid in Medio Oriente
Slide 40 Silvio Appoloni
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Il primo Coriolis funzionante in tecnica 2 fili
Zona 1 Zona 2
Cl.I Div1 Cl.I Div 2Slide 41 Silvio Appoloni
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Benefici per gli utenti
• Misura diretta della massa
• Dimensioni contenute
• Nessuna parte in movimento = nessuna usura
• Ridotte perdite di carico
• Non sono necessari filtri
• Elevata accuratezza e ripetibilità di misura
• In accordo alla normative internazionali SIL 2; Atex, FM, CSA, JIS;
PED; CE; OIML; PTB; NMi;
• Disponibile anche per applicazioni igieniche (3A; FDA; EHEDG)
Slide 42 Silvio Appoloni