Et flowmeter er en anordning til måling af et stofs volumetriske eller massestrømningshastighed, herunder naturgas, brændbare, aggressive gasser, luftseparationsprodukter. Beregningen af flowmængder hos industrielle virksomheder eller hjemme kan udføres uden involvering af specialister.
Derefter vil vi beskrive, hvordan og i hvilken gas der måles, give en beskrivelse af de enheder, der bruges til dette formål, og også overveje de vigtigste metoder til bestemmelse af gasstrøm.
Direkte metode til måling af gasforbrug
Mængden af gas beregnes i kubikmeter, andre masseenheder er mindre almindeligt anvendte, såsom tons eller kilogram, normalt til procesgasser.
Den direkte metode er den eneste metode, der giver direkte måling af volumenet af gas, der passerer.
Svaghederne ved enheder, der beregner et stofs volumetriske eller massestrømningshastighed, inkluderer:
- Begrænset ydelse af flowmetre i et forurenet gasmiljø.
- Der er stor sandsynlighed for skader på grund af delvis blokering af strømmen eller pneumatisk stød.
- Høje omkostninger ved roterende tællere i sammenligning med andre enheder.
- Store dimensioner af enheder.
Talrige fordele ved denne metode overlapper de anførte ulemper, på grund af hvilken den også opnåede den største distribution i henhold til antallet af installerede tællere.
Ved hjælp af en flowmåler kan du beregne et stofs volumen eller masse pr. Tidsenhed. Installation på en skrå del af rørledningen vil reducere målefejlen
Blandt dem er en direkte måling af gasvolumen, fraværet af afhængighed af forvrængningerne af strømningshastighedsgrafen, både ved indløbet og ved udløbet, hvilket gør det muligt at reducere CCG. Omfangets bredde er op til 1: 100. Til dette formål anvendes membran- og rotationsindretninger. De kan bruges i rum med installerede kedler af pulstype.
Indirekte målemetoder
Disse metoder inkluderer for eksempel beregning af strømning af et stof gennem et givet tværsnitsareal. For at opnå de mest nøjagtige resultater er det nødvendigt at udligne gashastigheden.
Måling af differenstryk gasstrøm
En af de mest almindelige og studerede metoder til gasstrømning, baseret på brugen af en indsnævrelsesindretning, har adskillige fordele, herunder enkelheden i flowtransducermekanismen, hvis virkning er beregnet til at måle trykfaldet for et stof, der strømmer gennem en lokal indsnævring i en gasrørledning. Til udførelse af beregninger er flowmålere ikke påkrævet.
På trods af tilgængeligheden af et komplet videnskabeligt og teknisk grundlag har denne målemetode adskillige betydelige ulemper - et lille måleområde, der selv ikke tager højde for sensorer med flere grænser, overstiger ikke værdien 1:10.
Standard tilspidsningsenheder er fremstillet ved hjælp af speciel teknologi med høje krav til ruhed. Deres anvendelse er udelukkende tilladt på glatte rørledninger.
Hydrauliske modstande i gasrørledninger øger følsomheden over for grafen over ændringer i gennemsnitlige hastigheder langs dybden eller bredden af strømmen ved indgangen til membranen. Længden af de lige sektioner foran indsnævringsindretningerne skal være mindst 10 diametre af rørstrukturen.
Hurtig omkostningsmetode
Turbinkonvertere bruges til denne metode.Disse enheder har adskillige fordele, herunder små dimensioner og vægt, en overkommelig pris i deres kategori.
Disse enheder er ikke følsomme over for pneumatisk stød. Området for flowmåleværdier er op til 1:30, hvilket signifikant overstiger den samme indikator for indsnævringsenheder.
En turbinestrømtransducer kan bruges i et miljø ved temperaturer fra minus 200 til +200 ° C, hvis enheden er installeret til ikke-aggressiv og enfaset kryogen væske. For aggressive væsker vil indikatoren være fra minus 60 til +50 ° C
Ulemperne inkluderer følsomhed, omend ubetydelig, for strømningsforvrængninger ved indløbet og udløbet af anordningen, afvigelse af måleresultaterne for pulserende gasstrømme. Til lave omkostninger i området fra 8 til 10 m3/ h, flowmålere er ikke aktive.
Ultrasonisk målemetode
Populariteten af akustiske flowmetre, der måler gasmængden, især inden for kommerciel bogføring er steget med udviklingen af mikroelektronik. I akustiske flowmetre er der ingen bevægelige dele såvel som dele, der stikker ud i strømmen, hvilket øger deres pålidelighed markant.
Målingen udføres i en lang række værdier på grund af enhedens evne til at arbejde i lang tid fra den indbyggede strømkilde. Husholdningsapparater opfylder ikke alle de nødvendige krav, da det for at undgå indflydelse af forvrængninger af gasstrømmen på beregningsresultaterne er det nødvendigt udelukkende at anvende ultralydstrømningsmåler med flere stråler.
Klassificering af flowmålere i henhold til handlingsprincippet
Flowmålerne adskiller sig på flere måder, herunder tryk, anvendt gastype og temperaturforhold. Vælg en enhed afhængig af brugsbetingelserne såvel som opgaverne.
Måleinstrumenter består af dele såsom en transducer, der er ansvarlig for trykfaldet, forbindelseselementet og trykmåleren.
Type # 1 - Inkjet Generator Flow Meters
Et flowmeter af denne type, også designet til at måle strømmen af naturgas, har flere særpræg. Enheden er dækket af negative feedbacks, frekvensen af jetforbindelserne afhænger af gasstrømmen.
Tællere udstedt på grundlag af jet flowmålere bruges til kommerciel bogføring uden forundersøgelse.
1 - inkjet-element; 2 og 3 - omformere; 4 - signalekstraktionsindretning; 5 - effektdyse; 6 - et arbejdskammer; 7 og 8 - arbejdskammerets vægge; 9 - separator; 10 og 11 - kontroldyser; 12 og 13 - modtagelse af kanaler; 14 og 15 - dræningskanaler; 16 og 17 - feedbackkanaler; 18 - udvidelse af effektdysen; 19 - afsats på el-dysen
Flowmåleren af en jet-selvgenererende jet er tilbøjelig til tilstopning, blandt dens ulemper er også ustabiliteten af konverteringsfrekvensen.
Disse enheder har lignende ulemper med hvirvelenheder:
- Afhængighed af forvrængningen af hastighedsgrafen, forudsat at den bruges sammen med indsnævringsinstrumenter;
- massive tryktab er irreversible;
- hoveddelen af flowmåleren har enorme dimensioner;
- Konverteringskursens betydelige volatilitet.
Fordelene ved en selvgenererende flowmåler adskiller sig ikke fra en hvirvelindretning med undtagelse af evnen til at arbejde med forurenede gasser. Disse flowmetere har ikke fundet bred praktisk anvendelse i kommerciel regnskabsføring.
Type # 2 - Vortex flowmetre
Der er flere styrker af enhederne, herunder nøjagtigheden af målingerne, den manglende følsomhed over for snavs og pneumatisk stød, let betjening, enheden mangler også bevægelige dele.
Enhederne modstår de vanskeligste ydre forhold, indikatorernes nøjagtighed garanteres ved en omgivelsestemperatur på op til 500 grader Celsius, det maksimale trykniveau er 30 MPa
Betydelige ulemper ved anvendelse af denne type flowmålere er også kendt - øget følsomhed over for mekaniske vibrationer, trykudtag. Rørens diameter skal være i intervallet 15-30 cm.
Type # 3 - Ultralydsstrømningsmetre
Enheden, også kendt som akustisk, har flere ubestridelige fordele:
- mangel på hydraulisk modstand;
- der er ingen bevægelige dele i enheden, hvilket forbedrer dets pålidelighed;
- forøget styrke af mekanismen;
- hurtig handling.
Et flowmeter af denne type er baseret på bestemmelse af forskellen i signalets køretid.
Funktionen af ultralydsstrømmålere er uafhængig af temperatur, omgivelsestryk, viskositet og elektrisk ledningsevne, hvilket garanterer nøjagtigheden af dataene
Ultrasoniske sensorer, der er placeret diagonalt i forhold til hinanden, fungerer som en modtager og emitter. Brugen af flere kanaler kompenserer for deformationen af strømningsprofilen.
Type # 4 - Tromle-flowmetre
Denne kategori af enheder bruges som regel til laboratorieforskning. Trykket, der opstår under tromlens rotation, fører til fyldning af sektionen med gas og efterfølgende tømning.
Til den fulde driften af tromletællingsmekanismer (uden en pulsgenerator) er der ikke behov for en konstant strømkilde, hvilket er deres ubestridelige fordel
Antallet af tromlernes omdrejningstal er proportionalt med kubiske gasenheder, indikatoren overføres til uret til tællingsdesignet. Trommestrømmetere har en høj målenøjagtighed.
Type # 5 - Levitation Devices
Den bevægelige del af den tachometriske enhed roterer i lejerne, hastigheden er lig med den volumetriske gasstrøm. Konvertering af cirkulær bevægelseshastighed til et elektrisk signal udføres ved hjælp af en sekundær konverter, resultaterne reflekteres på indikatoren.
Leviteringsmåleudstyr fungerer under forhold fra -30 til +50 grader celsius, fejlen i værdierne ligger i intervallet ± 1,5%
Levitation enheder er efterspurgt i den kommercielle måling af naturgasforbrug, både til huslige og kommunale formål.
Type # 6 - Membran tællere
Et patent til fremstilling af et af de mest almindelige måleindretninger til gasmåling blev tildelt i anden halvdel af det nittende århundrede i England.
Princippet for drift af et mekanisk flowmåler er baseret på en ændring i positionen af de bevægelige kammermembraner på tidspunktet for gasindtræden. Alternativ bevægelse udføres under stoffets indløb og udløb.
En gasstrømningsmåler af membran-type kan bestå af 2 eller 4 kamre, afhængigt af volumenerne af det målte stof og design
Tælleindretningen driver gearsystemet og håndtagene. Mekanismerne har en lang række værdier til målinger - op til 1: 100.
Type # 7 - Rotary apparater
I den mekaniske anordning er to rotorer placeret i målekammeret, som begynder at bevæge sig under stoffets tryk. Roterende dele er placeret vinkelret på hinanden, deres oprindelige placering er fastgjort ved hjælp af synkroniseringshjul.
Mængden af gas er proportional med antallet af omdrejninger af rotorerne. Ved hjælp af en magnetisk kobling og en gearkasse transmitteres rotorens rotation til en tælleindretning, der er ansvarlig for akkumuleringen af volumenet af det passerede stof.
Det roterende flowmeter har en stor kapacitet, det bruges i forsyningsselskaber, mellemstore og små mængder gasforbrug
De vigtigste fordele ved roterende flowmetre inkluderer høj målenøjagtighed, enhedens kompakthed, en lang række flowmålinger. Blandt ulemperne er støj fra mekanismen, dens høje omkostninger, følsomhed over for eksterne faktorer, herunder forurening.
Type # 8 - Turbine Flow Meters
Den mekaniske anordning har form af et rørsegment, en turbin med en skaft og bevægelige lejer placeres inde i flowmåleren. Strømindretningen bevæger sig på grund af stoffet, der passerer gennem målekammeret.
Mekanismens hastighed er lig med strømningshastigheden og gasstrømmen. Det akkumulerede volumen afspejles i tællemekanismen, transmission til den udføres mekanisk ved hjælp af en gearkasse, gearsystem.
Turbinemåleren kan kun bruges med rene drivmidler - gas, væske eller damp i suspension, forudsat at de ikke indeholder faste partikler
Ud over ovenstående er der andre enheder, men de bruges som regel i videnskabelig forskning. I den kommercielle sfære er de praktisk talt ikke involveret.
Vi anbefaler også, at du læser vores anden artikel, hvor vi talte detaljeret om, hvordan man vælger en gasmåler til hjemmet. Flere detaljer - følg linket.
Enheder til måling af mængden af gas
Enheder til måling af gasstrømmen efter beregningsmetoden er opdelt i flere kategorier. Højhastighedsnumre bruges til at bestemme volumenantalet for det undersøgte medium. Disse enheder har ikke målekamre. Den følsomme del er turbinen (tangential eller aksial), som fører til rotation af materialestrømmen.
Volumetriske målere er mindre afhængige af produkttypen. Deres ulemper inkluderer designets kompleksitet, den høje pris og imponerende dimensioner. Enheden består af flere målekamre og har et mere komplekst design. Denne type enheder er opdelt i flere typer - stempel, klinge, gear.
En anden klassificering af gasmængdemålere er kendt, der inkluderer tre typer apparater: roterende, tromle og ventil.
Rotationsmålere har høj kapacitet. Deres handling er baseret på beregningen af antallet af omdrejninger af bladene inde i enheden, indikatoren svarer til mængden af gas. Deres vigtigste fordele inkluderer holdbarhed, uafhængighed af elektricitet og øget modstand mod kortvarig overbelastning.
Trommeltype gasmålere fungerer efter princippet om forskydning. Korrektionsindikatorer som temperatur, gassammensætning og fugtighedsniveau tages ikke med i betragtning
Trommeltællere består af et hus, en tællemekanisme og en tromle med målekamre. Princippet for betjening af enheden til måling af gasforbrug er at bestemme antallet af tromler, som roterer på grund af trykforskellen. På trods af nøjagtigheden af beregninger har denne type enhed ikke fundet bred anvendelse på grund af dens voluminøse størrelse.
Funktionsprincippet for den sidstnævnte type tællere, kendt som ventiltællere, er baseret på bevægelsen af den bevægelige skillevægge, der påvirkes af stoffets trykforskel. Enheden består af flere dele - en tælle- og gasfordelingsmekanisme samt et hus. Det har store dimensioner, derfor bruges det hovedsageligt i hverdagen.
Vi vil tale om, hvordan virvelgasstrømningsmåler fungerer i følgende video:
Måling af gasstrøm er en af de vigtigste opgaver i produktionen. Et stort antal enheder med forskellige design og driftsprincipper er tilgængelige på flowmetermarkedet, som også er velegnet til indenlandske behov. Med deres hjælp kan du bestemme næsten enhver mængde væske eller gas uden behov for en speciel kalibreringsmodelinstallation.
Du kan supplere vores materiale med interessant information om artiklets emne, stille spørgsmål af interesse eller deltage i diskussionen. Efterlad dine kommentarer i boksen nedenfor.