1. Excitation et état initial du tube vibrant

Le capteur du débitmètre utilise une structure de tube vibrant de type U, de type s, etc., qui est entraînée par une bobine d'entraînement électromagnétique pour ses vibrations à haute fréquence (fréquence d'environ 80 Hz, amplitude inférieure à 1 mm).

Lorsqu'aucun fluide ne circule, le tube vibrant ne fait que la vibration principale (Vibration verticale supérieure et inférieure) et les signaux vibratoires enregistrés par les détecteurs de signaux électromagnétiques des deux côtés sont en phase.

2. Force de Coriolis induite par le flux de fluide

Lorsque le fluide s'écoule dans le tube vibrant, il est forcé de participer au mouvement du tube vibrant. Selon la deuxième loi de Newton, un fluide, lorsqu'il circule, produit une force de Coriolis proportionnelle au débit massique (FC = 2ω VM, où ω est la vitesse angulaire de vibration, V la vitesse du fluide et m la masse du fluide).

Phénomène de torsion du tube vibrant: pendant la période de vibration, le fluide exerce une force supplémentaire de sens opposé sur le tube vibrant. Par exemple, lorsque le tube vibrant vibre vers le haut, le fluide entrant résiste au mouvement vers le haut, exerçant une force vers le bas sur la paroi du tube; Le fluide sortant résiste au mouvement vers le bas et exerce une force vers le haut. Ce moment provoque une torsion périodique du tube vibrant (phénomène de Coriolis) et la quantité de torsion est proportionnelle au débit massique.

3. Détection de différence de phase et calcul de débit

La torsion du tube vibrant provoque une différence de phase de vibration entre l'entrée et la sortie. Les détecteurs de signaux électromagnétiques des deux côtés enregistrent séparément le signal de vibration et calculent la différence de phase (

ΔT）。

Différence de temps par rapport au débit: la différence de phase Δt est proportionnelle au débit massique et le débit massique est calculé directement par la formule QM = k⋅Δt (k étant le coefficient d’étalonnage du débit).

Optimisation du traitement du signal numérique: la technologie de traitement du signal numérique (DSP) est utilisée pour filtrer le bruit et améliorer la précision de la détection des différences de phase, avec des temps de réponse 2 à 4 fois plus rapides que le traitement du signal analogique traditionnel.

4. Compensation de température et mesure de densité

Les changements de température peuvent affecter l'acidité du tube vibrant, qui à son tour affecte la quantité de torsion. Le transmetteur surveille la température en temps réel à l'aide d'un thermomètre à résistance de platine et ajuste le modèle de calcul du débit pour éliminer les perturbations de température.

La fréquence de résonance du tube vibrant est liée à la densité du fluide (ρ ∝ F2) et la valeur de la densité du fluide peut être sortie de manière synchrone en mesurant la fréquence de résonance.