現代の工業自動化過程において、流体の正確な測定と制御は生産品質とプロセスの安定を保証する重要な一環である。コリオリ質量流量制御器(Coriolis Mass Flow Controller、CMFCと略称する)はその直接測定質量流量、高精度、高安定性の特徴により、石油化学工業、製薬、食品飲料、半導体などの業界で広く応用されている。本文は動作原理、技術優勢、応用シーン及び発展傾向などの方面から、この先進流体制御設備を全面的に紹介する。
コリオリ質量流量制御器の動作原理はコリオリ効果に基づいている。振動管を流体が流れると流速に比例するコリオリ力を受け、管入口と出口に位相差が生じる。この位相差を検出することにより、温度、圧力、粘度などの影響を受けずに流体の質量流量を正確に算出することができる。また、コリオリ流量計は流体密度、温度などのパラメータを同期的に測定し、マルチパラメータの一体化モニタリングを実現し、プロセス制御により全面的なデータサポートを提供することができる。
従来の流量計に比べて、コリオリ質量流量制御器は顕著な技術的優位性を持っている。まず、その測定精度は±0.1%以上に達することができ、タービン、電磁などの流量計よりはるかに高く、流量制御に極めて厳しい場合に適している。第二に、それは直管段の設置を必要とせず、流体状態に敏感ではなく、適応性が強い。また、双方向流量測定能力を備え、複雑なプロセスニーズを満たすことができる。また、構造がコンパクトでメンテナンス量が少なく、耐用年数が長く、総合使用コストが低い。これらの利点により、高精度の流体制御装置になります。
コリオリ質量流量制御器は複数の工業分野で重要な役割を果たしている。石油化学工業業界では、原料配合比、反応過程制御及び製品計量に用いられる、製薬業界では、薬品の配液、充填などの段階の正確な制御に使用されている。食品飲料業界では、原料、混合及び充填プロセスの品質監視に使用される、半導体製造においては、特殊ガス、化学品の精密輸送に用いられる。また、航空宇宙、エネルギー計量などの分野でもコリオリ流量制御器は高い信頼性で人気を集めている。
工業4.0とインテリジェント製造の推進に伴い、コリオリ質量流量コントローラはインテリジェント化、ネットワーク化の方向に発展している。インテリジェント化の面では、自己診断、自己較正機能を統合することにより、設備状態のリアルタイムモニタリングと予測性メンテナンスを実現する、ネットワーク化の面では、産業バス(例えばModbus、Profibus)と無線通信プロトコルをサポートし、上位機やDCSシステムとのシームレスな接続を容易にし、遠隔監視とデータ管理を実現する。将来的には、マイクロ電気機械システム(MEMS)技術とデジタル信号処理技術の進歩に伴い、コリオリ流量制御器はさらに小型化、低消費電力化され、より多くの応用シーンを開拓する。