РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ НУЛЯ КОРИОЛИСОВОГО РАСХОДОМЕРА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

Coriolis flowmeters determine the mass flow rate by measuring the phase shift or time delay between pick-off signals. Therefore, any change in the phase shift unrelated to fluid flow contributes to the mass flow error. Error sources can include external influences and non-idealities in the flow tubes. The earlier experimental studies of the effect of the flowmeter fixation strength on the result of mass flow measurement, we observed an unacceptable increase in the measurement error, which is associated with the zero shift of the device. We found that this increase is due to the coincidence of one of the natural frequencies of the “coriolis flowmeter-pipelines” system with the drive frequency, related to the fixation strength. The paper is devoted to the analysis of the zero shift, which is observed when one of the natural frequencies of the “coriolis flowmeter-pipelines” system gets into the drive frequency range.We developed a beam-shell finite element model of the “coriolis flowmeter – pipelines” system, and calculated its steady forced oscillations. Based on this model, we established that the zero shift is influenced by three factors: the proximity of the two frequencies, the value of damping, and the imbalance of the two measuring tubes. In the case of coincidence of the two frequencies, there is more than double increase in phase difference between the two corresponding points of the measuring tubes on the drive form. It is caused by an increase in the vibration amplitude of the flowmeter body and a change in the oscillation phase of the body by 1800. The calculation results were confirmed experimentallyВ связи с задачей обеспечения точности и надежности измерений массового расходафлюида 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 точекна противоположных плечах измерительной трубки. Установлено, что в случае близостиодной из собственных частот системы«кориолисов расходомер– трубопроводы», зависящей от жесткости закрепления, к частоте резонансных колебаний, на которой работаетрасходомер, наблюдается недопустимое увеличение погрешности измерений, связанное сосмещением нуля прибора. Смещение нуля кориолисового расходомера– это величинаразности фаз при нулевом расходе. Численные эксперименты, выполненные на конечно-элементной модели системы«кориолисов расходомер– трубопровод», в балочно-оболочечном приближении показали, что наблюдаемый на опыте сдвиг фаз зависит нетолько 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 ивеличины дисбаланса двух измерительных трубок. Расчетно-экспериментальным путемустановлено, что наблюдаемое смещение нуля обусловлено появлением в окрестности рабочей частоты одной из собственных частот системы«кориолисов расходомер– трубо-проводы», приводящим к увеличению более чем на два порядка разности фаз двух соот-ветствующих точек измерительных трубок на рабочей форме колебаний расходомера, рос-ту амплитуд колебаний корпуса расходомера и изменению фазы его колебаний на180°

Coriolis flowmeters: A review of developments over the past 20 years, and an assessment of the state of the art and likely future directions

This paper starts from a brief revisit of key early published work so that an overview of modern Coriolis flowmeters can be provided based on a historical background. The paper, then, focuses on providing an updated review of Coriolis flow measurement technology over the past 20 years. Published research work and industrial Coriolis flowmeter design are both reviewed in details. It is the intention of this paper to provide a comprehensive review study of all important topics in the subject, which include interesting theoretical and experimental studies and innovative industrial developments and applications. The advances in fundamental understanding and technology development are clearly identified. Future directions in various areas together with some open questions are also outlined.This is the accepted manuscript version. The final version is available from Elsevier at http://dx.doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2014.08.01