เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์ทำงานอย่างไร

คุณเคยสงสัยบ้างไหมว่าเหตุใดทิศทางลมจึงส่วนใหญ่ไปทางทิศตะวันออก-ตะวันตกภายใต้ระบบความกดอากาศต่ำ-ในซีกโลกเหนือ

คำตอบอยู่ที่การหมุนของโลก-โลกหมุนไปทางตะวันออกเป็นหลัก- ตะวันตก และความเร็วในการหมุนของมันใกล้กับเส้นศูนย์สูตรเร็วกว่าที่ขั้วโลก การหมุนรอบตัวเองจะขับเคลื่อนทิศทางลม ทำให้พัดจากตะวันตกไปตะวันออกเป็นส่วนใหญ่ในซีกโลกเหนือ กัสปาร์ด นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส-กุสตาฟ เดอ โคริโอลิสค้นพบผลกระทบของแรงด้านข้างที่มีต่ออากาศที่ไหล และตั้งชื่อให้ว่าเอฟเฟกต์คอริโอลิสตามชื่อเขา ก่อนอื่น สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าปรากฏการณ์โบลิทาร์อธิบายการโก่งตัวของอากาศที่ไหลในระบบหมุน ในความเป็นจริง Coriolis effect เป็นผลจากความเฉื่อยของมวล

นอกจากนี้ เอฟเฟกต์โบลิทาร์ยังถูกนำไปใช้กับการใช้งานจริงอีกด้วย เช่น การวัดการไหลของก๊าซและของเหลว ด้วยเหตุนี้ ของไหลที่จะวัดจึงถูกบังคับให้ไหลผ่านท่อสั่น ในเครื่องวัดอัตราการไหลโบลิทาร์ แอคชูเอเตอร์จะทำให้ท่อบางๆ สั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องรอบความถี่ธรรมชาติ เซ็นเซอร์สองตัวที่จัดเรียงตามท่อจะวัดการโก่งตัวของท่อสั่นเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อไม่มีของไหลไหลผ่านท่อ เซ็นเซอร์ทั้งสองจะวัดการโก่งตัวเดียวกันในเวลาเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม เมื่อก๊าซหรือของเหลวไหลผ่านท่อ มวลของก๊าซหรือของเหลวจะทำให้เกิดการบิดตัวเพิ่มเติมเนื่องจากความเฉื่อยของของเหลว

ความแตกต่างระหว่างการวัดทั้งสองนี้เรียกว่า "การเปลี่ยนเฟส" ซึ่งจะวัดอัตราการไหลของมวลผ่านท่อโดยตรง

การเปลี่ยนเฟสเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการไหลของมวล ยิ่งการเปลี่ยนเฟสมาก อัตราการไหลของมวลก็จะยิ่งมากขึ้น

มิเตอร์วัดอัตราการไหลของมวลที่ยึดตามปรากฏการณ์โบลิทาร์สามารถทำได้มากกว่านี้มาก- อีกทั้งยังสามารถวัดความหนาแน่นของของไหลได้อีกด้วย

การเปลี่ยนเฟสเป็นการวัดอัตราการไหลของมวล ในขณะที่ความถี่การสั่นสะเทือน (ตามธรรมชาติ) เป็นการวัดความหนาแน่นของของไหล ความหนาแน่นของของไหลส่งผลต่อความถี่การสั่นสะเทือนของท่อ: ของไหลที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะสั่นที่ความถี่ต่ำกว่าของไหลที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ดังนั้นความถี่การสั่นสะเทือนจึงสะท้อนความหนาแน่นของของเหลวหรือก๊าซโดยตรง

อัตราการไหลของมวลและความหนาแน่นสามารถวัดได้อย่างอิสระโดยใช้อุปกรณ์เดียวกัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความอเนกประสงค์ของเครื่องวัดอัตราการไหลโบลิทาร์

เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์จะวัดอัตราการไหลของมวลโดยตรง การวัดโดยตรงช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากคุณสมบัติทางกายภาพของของไหล ในทางกลับกัน มิเตอร์วัดการไหลของความร้อนสามารถวัดอัตราการไหลของมวลทางอ้อมเท่านั้น ความแตกต่างพื้นฐานในวิธีการวัดเหล่านี้ส่งผลต่อการใช้งานโดยทั่วไป

มิเตอร์วัดอัตราการไหลของมวลความร้อนใช้ความจุความร้อนของของเหลวในการวัดอัตราการไหลของมวล ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ เครื่องทำความร้อนและเซ็นเซอร์อุณหภูมิหนึ่งหรือสองตัว กำลังไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการให้ความร้อน (โดยใช้เซ็นเซอร์ตัวเดียว) หรือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซ็นเซอร์ทั้งสองจะเป็นสัดส่วนกับอัตราการไหลของมวลของของไหล เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อนใช้สำหรับก๊าซเป็นหลัก

เนื่องจากหลักการโบลิทาร์จะวัดอัตราการไหลของมวลโดยตรง เครื่องวัดการไหลของโบลิทาร์จึงสามารถใช้ได้ทั้งก๊าซและของเหลว

เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์จะสั่นท่อเซ็นเซอร์ผ่านแอคทูเอเตอร์ การสั่นสะเทือนภายนอกที่มีความถี่เท่ากันโดยประมาณอาจรบกวนการวัดได้

ตัวอย่างเช่น รถไฟที่อยู่ใกล้เคียง เครื่องปรับอากาศในอาคาร หรือเครื่องจักรอื่นๆ สามารถสร้างแรงสั่นสะเทือนได้ การระบุแหล่งที่มาของการสั่นสะเทือนภายนอกเหล่านี้เป็นขั้นตอนแรกในการลดผลกระทบ ตัวอย่างเช่น การสั่นสะเทือนสามารถลดลงได้โดยการย้ายมิเตอร์วัดอัตราการไหลของโบลิทาร์ไปยังตำแหน่งที่ได้รับผลกระทบน้อยลง หมุนอุปกรณ์ โดยใช้บล็อกมวล (ใหญ่ขึ้น) หรือใช้แดมเปอร์และ/หรือท่ออ่อนสำหรับการแยกส่วน

มิเตอร์วัดอัตราการไหลของมวลแบบโคริโอลิส-มีความเหมาะสมเป็นพิเศษเมื่อทำการวัดอัตราการไหลของมวลของก๊าซหรือของเหลวผสมที่ไม่ทราบหรือแปรผัน หรือเมื่อตรวจวัดก๊าซที่วิกฤตยิ่งยวด นอกเหนือจากการวัดอัตราการไหลของมวลโดยตรง (ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากฟิสิกส์ของของไหล) อุปกรณ์เหล่านี้ยังมีความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำที่สูงมาก เครื่องวัดอัตราการไหลโบลิทาร์มีความยืดหยุ่น เชื่อถือได้ และแม่นยำอย่างยิ่ง

เครื่องวัดอัตราการไหลของโบลิทาร์ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการปรับปรุงความแม่นยำของการสกัดสารประกอบธรรมชาติจากวัตถุดิบ เช่น พืช โดยอัตโนมัติ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพการสกัด ที่นี่ การสกัดแบบเลือกสรรและแม่นยำสามารถทำได้โดยการวัดและควบคุมอัตราการไหลและอุณหภูมิของคาร์บอนไดออกไซด์ที่วิกฤตยิ่งยวด เพื่อให้มั่นใจว่าจะได้ผลผลิตที่ทำซ้ำได้