Классификация и выбор расходомеров
Измерительные приборы и устройства для контроля расхода — это тип измерительных приборов, специально предназначенных для измерения скорости потока или общего количества жидкости, проходящей через трубопровод или оборудование за единицу времени. Эти приборы широко используются в различных областях промышленного управления производственными процессами, энергоменеджмента, охраны окружающей среды, транспорта, научных исследований и других сферах и необходимы для мониторинга и регулирования состояния потока жидкостей, таких как жидкости, газы или пар.
1. Классификация
Приборы для измерения расхода можно разделить на множество типов в зависимости от принципов их работы, например:
1.1 Расходомер дифференциального давления (например, диафрагменный расходомер, расходомер Вентури): измеряет расход, используя соотношение между разностью давлений и расходом, создаваемым жидкостью, протекающей через дроссельный элемент.
1.2 Расходомер объемного вытеснения (например, овальный шестеренчатый расходомер, скребковый расходомер): Расход определяется путем измерения количества проходов потока через пространство известного фиксированного объема за единицу времени.
1.3 Расходомер скорости (например, турбинный расходомер, электромагнитный расходомер, ультразвуковой расходомер): прямо или косвенно измеряет скорость потока жидкости в трубопроводе для расчета расхода.
1.4 Расходомер (например, термомассовый расходомер, кориолисовый расходомер): позволяет напрямую измерять массовый расход жидкости, не подвергаясь влиянию изменений физических свойств жидкости.
Кроме того, приборы для измерения расхода можно разделить на приборы для измерения мгновенного и кумулятивного расхода в зависимости от их функций. Первые отражают значение расхода в определенный момент времени, а вторые подсчитывают общее количество жидкости, прошедшей через прибор за определенный период времени.
2. Выбор прибора для измерения расхода
Выбор приборов для измерения расхода — это процесс, учитывающий множество факторов. Ниже приведены некоторые основные принципы и этапы выбора:
2.1 Свойства жидкости: температура, давление, плотность, вязкость, химическая коррозионная активность, абразивность, склонность к образованию накипи, смешиваемость или фазовый переход, проводимость (важно для электромагнитного расходомера), скорость звука (связана с ультразвуковым расходомером), теплопроводность и удельная теплоемкость (может использоваться калорический расходомер) и т. д.
2.2 Требования к измерениям: Определите, является ли измеряемый расход мгновенным, накопительным или и тем, и другим. Выберите прибор, исходя из требуемого уровня точности, чтобы обеспечить соответствие требованиям точности для управления технологическим процессом или коммерческого учета. Определите диапазон расхода и выберите прибор с соответствующим диапазоном (коэффициентом регулирования), чтобы обеспечить точное измерение во всем рабочем диапазоне.
2.3 Характеристики прибора: Учитывайте такие факторы, как точность прибора, повторяемость, линейность, время отклика и потери давления. Выберите подходящий тип прибора на основе характеристик выходного сигнала, например, аналогового сигнала (4-20 мА), импульсного сигнала или цифрового интерфейса связи (например, HART, MODBUS, PROFIBUS и т. д.).
2.4 Условия установки: Направление прокладки трубопровода, направление потока и длина прямых участков трубы до и после него оказывают значительное влияние на характеристики расходомера, особенно для дифференциальных расходомеров, вихревых расходомеров и т. д. Необходимо обеспечить достаточное пространство для установки, а также учесть диаметр трубопровода, удобство обслуживания и возможное вспомогательное оборудование, такое как фильтры, дегазаторы и т. д.
2.5 Условия окружающей среды: При выборе необходимо учитывать такие факторы, как температура окружающей среды, влажность, электромагнитная совместимость, безопасность, уровень взрывозащиты и устойчивость к вибрации трубопровода.
2.6 Конкретные сценарии применения: Выберите подходящий тип расходомера в зависимости от сценария. Например, для легко кристаллизующихся или вязких сред могут подойти электромагнитные или объемные расходомеры. Для чистого газа или жидкости лучшим выбором могут быть турбинный расходомер, вихревой расходомер или ультразвуковой расходомер. Для пара можно выбрать вихревой расходомер, V-образный расходомер или расходомер с диафрагмой и датчиком перепада давления. Для трубопроводов большого диаметра с ограниченным пространством для установки идеальным решением могут быть расходомер Аннубара или трубка Вентури.
В заключение следует отметить, что выбор расходомеров — это систематический процесс, требующий детального анализа и оценки на основе множества факторов, таких как конкретные параметры процесса, условия на месте эксплуатации и экономическая выгода.
3. Выбор наиболее часто используемых приборов для измерения расхода.
Существует множество типов широко используемых приборов для измерения расхода, каждый из которых имеет свои области применения и характеристики. Ниже представлены различные типы расходомеров, типичные сценарии их применения и ориентиры для выбора:
3.1 Электромагнитный расходомер
Области применения: Подходит для измерения различных проводящих жидкостей, включая воду, сточные воды, коррозионные жидкости и т. д., но не подходит для измерения непроводящих жидкостей (таких как нефтепродукты) и газов.
Критерии выбора: определяются на основе проводимости измеряемой жидкости, максимального расхода, минимального расхода, давления жидкости, температуры и материала трубы.
3.2 Поплавковый расходомер (ротаметр)
Области применения: Подходит для измерения расхода жидкостей, газов и пара малого диаметра и малой скорости потока.
Рекомендации по выбору: Учитывайте физические свойства жидкости (плотность, вязкость и т. д.), рабочее давление, диапазон температур, а также диапазон расхода и требования к точности.
3.3 Вихревой расходомер (завихревой расходомер)
Области применения: Широко используется для измерения больших потоков газа, жидкости и пара в промышленных трубопроводах, особенно подходит для случаев с небольшими потерями давления и без необходимости частого технического обслуживания.
Рекомендации по выбору: обращайте внимание на свойства жидкости, диапазон расхода, уровень давления, вибрацию трубопровода и избегайте использования в условиях сильной вибрации.
Области применения: Подходит для быстрого и точного измерения чистых жидкостей и газов с низкой вязностью, особенно в расчетах по сделкам и управлении технологическими процессами.
Критерии выбора: Учитывайте чистоту жидкости, минимально измеримый расход, максимально допустимое давление и температуру, а также необходимость функции двунаправленного измерения.
Области применения: Подходит для различных чистых жидкостей и газов, содержащих небольшое количество примесей, особенно для трубопроводов большого диаметра и в случаях, когда контакт с жидкостью не требуется.
Рекомендации по выбору: Необходимо знать скорость звука в жидкости, материал и диаметр трубы, а также наличие отложений в трубе.
Области применения: Подходит для точного измерения массового расхода различных жидкостей в таких отраслях, как химическая, нефтяная, пищевая промышленность и производство напитков, и не зависит от изменений температуры и давления жидкости.
Рекомендации по выбору: Обратите внимание на физическое состояние жидкости, изменения в ее составе, а также на необходимость измерений плотности и концентрации в режиме реального времени.
