Выберите расходомер в соответствии с вашими потребностями.
Расход — это широко используемый параметр управления технологическими процессами в промышленном производстве. В настоящее время на рынке представлено более 100 различных расходомеров. Как пользователям выбрать продукцию с лучшими характеристиками и по более выгодной цене? Сегодня мы поможем вам разобраться в характеристиках расходомеров.
Сравнение различных расходомеров
Тип перепада давления
Технология измерения дифференциального давления в настоящее время является наиболее распространенным методом измерения расхода, позволяющим измерять практически расход однофазных жидкостей, а также жидкостей при высоких температурах и давлениях в различных рабочих условиях. В 1970-х годах эта технология занимала 80% рынка. Расходомер дифференциального давления обычно состоит из двух частей: дроссельного устройства и датчика. В качестве дроссельных устройств используются различные типы дроссельных устройств, включая обычные диафрагмы, сопла, трубки Пито, трубки равномерной скорости и т.д. Функция дроссельного устройства заключается в уменьшении диаметра протекающей жидкости и создании разницы между потоком до и после него. Среди различных дроссельных устройств диафрагма является наиболее распространенной благодаря своей простой конструкции и легкости установки. Однако к ее габаритным размерам предъявляются строгие требования. Если она изготовлена и установлена в соответствии со спецификациями и требованиями, измерение расхода может быть выполнено в пределах допустимой погрешности после проверки и подтверждения соответствия, и фактическая проверка жидкости не требуется.
Все дроссельные устройства имеют невосполнимые потери давления. Наибольшие потери давления наблюдаются в отверстии с острыми краями, составляя 25–40% от максимальной разницы показаний прибора. Потери давления в трубке Пито очень малы и ими можно пренебречь, но они очень чувствительны к изменениям профиля жидкости.
Тип переменной площади
Типичным представителем этого типа расходомеров является ротаметр. Его главное преимущество заключается в том, что он является прямым и не требует внешнего источника питания при проведении измерений на месте.
Ротаметры делятся на стеклянные и металлические трубчатые в зависимости от способа изготовления и используемых материалов. Стеклянный роторный расходомер имеет простую конструкцию, положение ротора хорошо видно, и показания легко считываются. Он в основном используется при нормальной температуре и давлении, в прозрачных и агрессивных средах, таких как воздух, газ, аргон и т. д. Металлические трубчатые ротаметры обычно оснащены магнитными индикаторами, используются в условиях высоких температур и давления и могут передавать стандартные сигналы для использования с регистраторами и т. д. для измерения суммарного расхода.
В настоящее время на рынке представлен вертикальный расходомер переменного сечения с нагруженной пружинной конической головкой. Он не имеет конденсационного типа и буферной камеры. Диапазон измерения составляет 100:1, а выходной сигнал линейный, что делает его наиболее подходящим для измерения расхода пара.
Колеблющийся
Вихревой расходомер — типичный представитель осциллирующих расходомеров. Он заключается в размещении необтекаемого объекта в направлении потока жидкости, в результате чего жидкость образует два правильных асимметричных ряда вихрей позади объекта. Частота вихревых потоков пропорциональна скорости потока.
Характеристики данного метода измерения включают отсутствие движущихся частей в трубопроводе, повторяемость показаний, высокую надежность, длительный срок службы, широкий линейный диапазон измерений, практически полное отсутствие влияния изменений температуры, давления, плотности, вязкости и т. д., а также низкие потери давления. Высокая точность (около 0,5%-1%). Рабочая температура может достигать более 300℃, а рабочее давление — более 30 МПа. Однако распределение скорости жидкости и пульсирующий поток влияют на точность измерения.
Для разных сред могут использоваться различные технологии вихревого измерения. Для пара можно использовать вибрационный диск или пьезоэлектрический кристалл. Для воздуха можно использовать термические или ультразвуковые методы. Для воды применимы практически все технологии измерения. Как и диафрагменные датчики, вихревые датчики также определяют коэффициент расхода уличного расходомера.
Электромагнитный
Этот тип расходомера использует величину индуцированного напряжения, генерируемого при прохождении проводящего потока через магнитное поле, для определения расхода. Поэтому он подходит только для проводящих сред. Теоретически, этот метод не зависит от температуры, давления, плотности и вязкости жидкости, диапазон измерений может достигать 100:1, точность составляет около 0,5%, диаметр трубы, подходящей для измерения расхода, составляет от 2 мм до 3 м, и он широко используется для измерения расхода воды и грязи, целлюлозы или коррозионных сред.
Из-за слабого сигнала электромагнитный расходомер обычно показывает всего 2,5-8 мВ на полной шкале, а расход очень мал, всего несколько милливольт, что делает его восприимчивым к внешним помехам. Поэтому необходимо обеспечить заземление корпуса передатчика, экранированного провода, измерительного канала и труб на обоих концах передатчика, а также установить отдельную точку заземления. Никогда не подключайте его к общей точке заземления двигателей, электроприборов и т. д.
Ультразвуковой тип
Наиболее распространенными типами расходомеров являются доплеровские расходомеры и расходомеры с временной разностью. Доплеровский расходомер определяет расход на основе изменения частоты звуковых волн, отражающихся от движущегося объекта в измеряемой жидкости. Этот метод подходит для измерения расхода высокоскоростных жидкостей. Он не подходит для измерения расхода низкоскоростных жидкостей, имеет низкую точность, требует высокой гладкости внутренней стенки трубы, но при этом имеет простую схему.
Расходомер с разностью времен измеряет расход по разности временных интервалов между прямым и обратным распространением ультразвуковых волн в закачиваемой жидкости. Поскольку величина разности времен невелика, для обеспечения точности измерения предъявляются высокие требования к электронной схеме, и, соответственно, стоимость расходомера возрастает. Расходомер с разностью временных интервалов обычно подходит для чисто ламинарного потока жидкости с равномерным полем скоростей. Для турбулентных жидкостей могут использоваться многолучевые расходомеры с разностью временных интервалов.
прямоугольник импульса
Этот тип расходомера основан на принципе сохранения момента импульса. Жидкость воздействует на вращающуюся часть, заставляя её вращаться, причём скорость вращения пропорциональна расходу. Затем с помощью таких методов, как магнетизм, оптика и механический счётчик, скорость преобразуется в электрический сигнал для расчёта расхода.
Турбинный расходомер — наиболее распространенный и высокоточный тип приборов этого вида. Он подходит для газообразных и жидких сред, но имеет несколько иную конструкцию. Для газов угол наклона его рабочего колеса невелик, а количество лопаток велико. Точность турбинного расходомера может достигать 0,2%-0,5%, а в узком диапазоне — 0,1%, при этом коэффициент перепада составляет 10:1. Потери давления невелики, а сопротивление давлению высокое, но к чистоте рабочей среды предъявляются определенные требования, и на расход легко влияют плотность и вязкость жидкости. Чем меньше диаметр отверстия, тем больше влияние. Как и в случае с диафрагмой, необходимо обеспечить достаточное расстояние до и после точки установки. Прямой участок трубы позволяет избежать вращения жидкости и изменения угла воздействия на лопатки.
Положительное смещение
Принцип работы таких приборов основан на точном перемещении фиксированного количества жидкости за один оборот вращающегося тела. Конструкция приборов различна, например, овальный шестеренчатый расходомер, роторно-поршневой расходомер, скребковый расходомер и т.д. Диапазон овального шестеренчатого расходомера относительно велик, достигая 20:1, и отличается высокой точностью, однако подвижная шестерня легко заклинивает из-за примесей в жидкости. Роторно-поршневой расходомер имеет большой удельный расход, но из-за конструктивных особенностей объем утечки относительно велик, что приводит к низкой точности. Объемный расходомер в основном не зависит от вязкости жидкости и подходит для таких сред, как смазка и вода, но не подходит для таких сред, как пар и воздух.
Каждый из вышеупомянутых расходомеров имеет свои преимущества и недостатки, но даже если это один и тот же тип расходомера, продукция разных производителей имеет разные конструктивные характеристики.
