Coriolismeter blaast 45 kaarsjes uit

Feest in de instrumentatiesector, want de coriolis massadebietmeter viert zijn 45-ste verjaardag. Het geavanceerde meetprincipe wordt in steeds meer applicaties aangewend omwille van zijn hoge nauwkeurigheid en omdat het een van de weinige methodes is om direct het massadebiet van een productstroom te meten. Micro Motion, het bedrijf dat aan de wieg stond van de coriolismeter, is sinds 1984 onderdeel van Emerson.

Het gebeurt niet vaak dat we op Productivity.be mogen teruggaan tot het begin van de 19-de eeuw, maar het was toen dat ene Gustave-Gaspard Coriolis voor het eerst het effect beschreef dat later zijn naam zou krijgen. Hij stelde vast dat voorwerpen die dwars over een roterend lichaam bewegen een zijdelingse kracht ondervinden, wat in feite gewoon een gevolg is van de massatraagheid.

Als typisch voorbeeld van het corioliseffect wordt vaak het feit aangehaald dat wolken in een cirkel bewegen rond een hoge- of lagedrukgebied. Zonder de rotatie van de aarde zouden die wolken gewoon in een rechte lijn van hoge naar lage druk gaan.

Het was de Amerikaan Jim Smith die in zijn garage in Boulder, Colorado, in 1977 voor het eerst een meetinstrument bouwde om op basis van de corioliskracht het massadebiet van een fluïdum in een leiding te meten.

Doseren van reagentia

Sinds de jaren ’50 werd al gekeken naar het corioliseffect om het massadebiet te kunnen meten maar er werd geen praktische oplossing gevonden om een leiding waarin een fluïdum stroomt te laten ronddraaien. Smith vond die wel door hetzelfde effect te creëren door de leiding te laten trillen tussen twee vaste ankerpunten. Daarom ook dat hij het bedrijf dat hij oprichtte om zijn uitvinding in de markt te zetten Micro Motion noemde.

De coriolismeter was meteen een schot in de roos in de chemische industrie omdat het een praktische oplossing bood voor het doseren van reagentia. In chemische reacties wordt met massabalansen gewerkt en de mogelijkheid om tijdens het verpompen rechtstreeks en zeer nauwkeurig het massadebiet te kunnen meten werd er dankbaar aangenomen.

Die nauwkeurigheid was in de begindagen van de coriolis massadebietmeter echter geen vanzelfsprekendheid. De krachten zijn immers relatief klein en elke bijkomende trilling van buitenaf kon de werking van het instrument dan ook grondig verstoren. De meetinstrumenten moesten zorgvuldig opgesteld worden en werden in stevige betonblokken verankerd om de nodige stabiliteit te verzekeren.

Dubbele leiding

Daarin kwam in 1983 verandering met de lancering van de D reeks – een benaming die verwijst naar de bouwvorm die toen gelanceerd werd en die vandaag nog steeds de norm is in Coriolis massadebietmeters. In die bouwvorm wordt de leiding ontdubbeld en laat men die een boogje maken in de boog van de D. In het instrument laat men beide leidingen ten opzichte van elkaar trillen door ze met een magneet naar elkaar toe te trekken en weer van elkaar weg te stoten. Het gevolg hiervan is dat men zeer precies een onderscheid kan maken tussen trillingen van buitenaf – die beide buizen in dezelfde richting doen bewegen – en de trillingen die door het instrument zelf opgewerkt worden.

Een jaar na de lancering van de D reeks werd Micro Motion een onderdeel van Emerson. Daardoor kreeg het meetprincipe internationale bekendheid en raakte het steeds meer ingeburgerd. Zo heeft de Coriolismeter intussen ook zijn weg gevonden naar de olie- en gasindustrie waar typisch in volumes gerekend wordt in plaats van massa, maar waar de hoge nauwkeurigheid als een belangrijke troef geldt.

Met de verdere democratisering ziet men ook steeds meer toepassingen in de voedingsindustrie, waar dan weer wel in massabalansen gerekend wordt. De instrumenten bieden er ook een voordeel op het vlak van hygiëne omdat alle componenten die nodig zijn voor de meting, zich buiten de leidingen bevinden.

Van het knutselwerk van één man in zijn garage tot een wereldwijd succesverhaal - Gustave-Gaspard Coriolis had er zelf destijds allicht geen idee van dat het mogelijk zou zijn.

© Productivity.be, 10/03/2022