Đồng hồ đo lưu lượng khối Koch đo lưu lượng bằng cách phát hiện sự biến dạng của ống rung do lực Coriolis tạo ra, nguyên tắc cốt lõi của nó dựa trên sự kết hợp của hiệu ứng Coriolis với định luật thứ hai của Newton, với quy trình cụ thể như sau:
1. Kích thích và trạng thái ban đầu của ống rung
Cảm biến của đồng hồ đo lưu lượng thông qua cấu trúc ống rung loại U, loại S và các loại khác, được điều khiển bởi các cuộn dây điều khiển điện từ để rung tần số cao (tần số khoảng 80Hz và biên độ nhỏ hơn 1mm).
Khi không có chất lỏng chảy qua, ống rung chỉ hoạt động như rung động chính (chẳng hạn như rung dọc trên và dưới) và tín hiệu rung được ghi lại bởi máy dò tín hiệu điện từ ở cả hai bên là cùng pha.
2. Lực Coriolis được kích hoạt bởi dòng chảy chất lỏng
Khi chất lỏng chảy vào ống rung, nó buộc phải tham gia vào chuyển động của ống rung. Theo định luật thứ hai của Newton, lực Coriolis tỷ lệ thuận với dòng chảy khối lượng được tạo ra khi chất lỏng chảy (Fc=2 ω Vm, trong đó ω là vận tốc góc rung, V là vận tốc chất lỏng và m là khối lượng chất lỏng).
Hiện tượng xoắn ống rung: Trong chu kỳ rung, chất lỏng tác dụng lực bổ sung theo hướng ngược lại lên ống rung. Ví dụ, khi rung ống lên, dòng chảy của chất lỏng chống lại chuyển động lên, áp dụng lực xuống thành ống; Chất lỏng chảy ra chống lại chuyển động hướng xuống, tác dụng lực lên. Khoảnh khắc này dẫn đến sự biến dạng định kỳ (hiện tượng Coriolis) của ống rung và lượng biến dạng tỷ lệ thuận với dòng chảy khối lượng.
3. Phát hiện chênh lệch pha và tính toán lưu lượng
Sự biến dạng của ống rung gây ra sự khác biệt trong pha rung ở đầu vào và đầu ra. Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (
ΔT）。
Mối quan hệ giữa chênh lệch thời gian và lưu lượng: chênh lệch pha ΔT tỷ lệ thuận với lưu lượng khối, lưu lượng khối được tính trực tiếp bằng công thức Qm=K⋅ΔT (K là hệ số định mức lưu lượng).
Tối ưu hóa xử lý tín hiệu kỹ thuật số: sử dụng công nghệ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) để lọc tiếng ồn, cải thiện độ chính xác phát hiện chênh lệch pha và thời gian đáp ứng nhanh hơn 2-4 lần so với xử lý tín hiệu analog truyền thống.
4. bù nhiệt độ so với đo mật độ
Sự thay đổi nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến thép ống rung, do đó ảnh hưởng đến lượng xoắn. Máy phát theo dõi nhiệt độ trong thời gian thực thông qua nhiệt kế kháng bạch kim và điều chỉnh mô hình tính toán lưu lượng để loại bỏ nhiễu nhiệt độ.
Tần số cộng hưởng của ống rung có liên quan đến mật độ chất lỏng (ρ∝ f2), và giá trị mật độ chất lỏng có thể được đồng bộ hóa bằng cách đo tần số cộng hưởng.