Швидкість потоку є поширеним параметром контролю процесів у промисловому виробництві. Наразі на ринку представлено приблизно понад 100 різних витратомірів. Як користувачам вибрати продукти з вищою продуктивністю та ціною? Сьогодні ми познайомимо всіх з характеристиками витратомірів.
Порівняння різних витратомірів
Тип диференціального тиску
Технологія вимірювання диференціального тиску наразі є найпоширенішим методом вимірювання витрати, який дозволяє вимірювати майже потік однофазних рідин та рідин за високої температури та високого тиску за різних робочих умов. У 1970-х роках ця технологія займала 80% ринку. Диференціальний витратомір тиску зазвичай складається з двох частин: дросельного пристрою та передавача. Дросельні пристрої, загальні діафрагми, сопла, трубки Піто, трубки рівномірної швидкості тощо. Функція дросельного пристрою полягає у зменшенні потоку рідини та створенні різниці між її потоком вище та нижче за течією. Серед різних дросельних пристроїв діафрагма є найчастіше використовуваною завдяки своїй простій конструкції та легкості встановлення. Однак вона має суворі вимоги до технологічних розмірів. Якщо вона виготовлена та встановлена відповідно до специфікацій та вимог, вимірювання витрати може бути виконано в межах діапазону невизначеності після кваліфікації перевірки, і фактична перевірка рідини не потрібна.
Усі дроселюючі пристрої мають невідновні втрати тиску. Найбільша втрата тиску спостерігається на гострокрайовому отворі, що становить 25%-40% від максимальної різниці тиску приладу. Втрата тиску на трубці Піто дуже мала і нею можна знехтувати, але вона дуже чутлива до змін профілю рідини.
Тип змінної області
Типовим представником цього типу витратоміра є ротаметр. Його видатною перевагою є те, що він є прямим і не потребує зовнішнього джерела живлення під час вимірювання на місці.
Ротаметри поділяються на скляні ротаметри та ротаметри з металевими трубками залежно від їх виготовлення та матеріалів. Витратомір зі скляним ротором має просту структуру, положення ротора чітко видно, і його показники легко зчитувати. Він здебільшого використовується для нормальної температури, нормального тиску, прозорих та агресивних середовищ, таких як повітря, газ, аргон тощо. Ротаметри з металевими трубками зазвичай оснащені магнітними індикаторами з'єднання, використовуються в умовах високої температури та високого тиску та можуть передавати стандартні сигнали для використання з самописцями тощо для вимірювання сумарного потоку.
Наразі на ринку представлений вертикальний витратомір зі змінною площею та конічною головкою з пружинним навантаженням. Він не має конденсаційного типу та буферної камери. Він має діапазон вимірювання 100:1 та лінійний вихід, що найкраще підходить для вимірювання пари.
Коливальний
Вихровий витратомір є типовим представником коливальних витратомірів. Він полягає в тому, щоб помістити не обтічний об'єкт у напрямку руху рідини, і рідина утворює два регулярні асиметричні вихрові ряди позаду об'єкта. Частота вихрового шлейфу пропорційна швидкості потоку.
Характеристики цього методу вимірювання полягають у відсутності рухомих частин у трубопроводі, повторюваності показань, високій надійності, тривалому терміні служби, широкому лінійному діапазоні вимірювань, практичному незмінності від змін температури, тиску, густини, в'язкості тощо, а також низьких втратах тиску. Висока точність (близько 0,5%-1%). Його робоча температура може сягати понад 300℃, а робочий тиск — понад 30 МПа. Однак розподіл швидкості рідини та пульсуючий потік впливатимуть на точність вимірювання.
Для різних середовищ можна використовувати різні технології вихрових датчиків. Для пари можна використовувати вібраційний диск або п'єзоелектричний кристал. Для повітря можна використовувати теплові або ультразвукові датчики. Для води застосовні майже всі технології датчиків. Як і у випадку з діафрагмами, вихрові датчики... Коефіцієнт потоку вуличного витратоміра також визначається набором розмірів.
Електромагнітний
Цей тип витратоміра використовує величину індукованої напруги, що генерується, коли провідний потік протікає через магнітне поле, для вимірювання потоку. Тому він підходить лише для провідних середовищ. Теоретично, на цей метод не впливають температура, тиск, густина та в'язкість рідини, коефіцієнт вимірювання може досягати 100:1, точність становить близько 0,5%, придатний діаметр труби від 2 мм до 3 м, і він широко використовується для вимірювання потоку води та бурового розчину, пульпи або агресивних середовищ.
Через слабкий сигнал,електромагнітний витратомірзазвичай становить лише 2,5-8 мВ на повній шкалі, а швидкість потоку дуже мала, лише кілька мілівольт, що чутливо до зовнішніх перешкод. Тому необхідно, щоб корпус передавача, екранований провід, вимірювальний трубопровід та труби на обох кінцях передавача були заземлені та встановлені в окремій точці заземлення. Ніколи не підключайте до загального заземлення двигуни, електроприлади тощо.
Ультразвуковий тип
Найпоширенішими типами витратомірів є доплерівські витратоміри та витратоміри різниці в часі. Доплерівський витратомір виявляє швидкість потоку на основі зміни частоти звукових хвиль, відбитих рухомою ціллю у вимірюваній рідині. Цей метод підходить для вимірювання високошвидкісних рідин. Він не підходить для вимірювання низькошвидкісних рідин, оскільки точність низька, а гладкість внутрішньої стінки труби має бути високою, але його схема проста.
Витратомір з різницею часу вимірює швидкість потоку відповідно до різниці в часі між прямим та зворотним поширенням ультразвукових хвиль у рідині, що інжектується. Оскільки величина різниці в часі невелика, для забезпечення точності вимірювання вимоги до електронної схеми високі, а вартість вимірювача відповідно зростає. Витратомір з різницею часу зазвичай підходить для рідин з чистим ламінарним потоком та рівномірним полем швидкості потоку. Для турбулентних рідин можна використовувати багатопроменеві витратоміри з різницею часу.
Прямокутник імпульсу
Цей тип витратоміра базується на принципі збереження моменту кількості руху. Рідина впливає на обертову частину, змушуючи її обертатися, а швидкість обертової частини пропорційна швидкості потоку. Потім використовуються такі методи, як магнетизм, оптика та механічний підрахунок, для перетворення швидкості в електричний сигнал для розрахунку швидкості потоку.
Турбінний витратомір є найпоширенішим та найточнішим типом цього типу приладів. Він підходить для газових та рідких середовищ, але має дещо іншу структуру. Для газу кут його робочого колеса невеликий, а кількість лопатей велика. Точність турбінного витратоміра може досягати 0,2%-0,5%, а у вузькому діапазоні може досягати 0,1%, а коефіцієнт регулювання становить 10:1. Втрата тиску невелика, а опір тиску високий, але він має певні вимоги до чистоти рідини, і на нього легко впливає щільність та в'язкість рідини. Чим менший діаметр отвору, тим більший вплив. Як і у випадку з діафрагмою, переконайтеся, що до точки встановлення та після неї є достатній простір. Пряма ділянка труби запобігає обертанню рідини та змінює кут дії лопаті.
Позитивне зміщення
Принцип роботи цього типу приладу полягає в вимірюванні відповідно до точного руху фіксованої кількості рідини за кожен оберт обертового тіла. Конструкція приладів різна, наприклад, витратоміри з овальним зубчастим колесом, роторно-поршневі витратоміри, скребкові витратоміри тощо. Діапазон витратомірів з овальною шестернею відносно великий, може досягати 20:1, а точність висока, але рухома шестерня легко застрягає через домішки в рідині. Швидкість потоку роторно-поршневого витратоміра велика, але через структурні причини об'єм витоку відносно великий. Великий об'ємний витратомір практично не залежить від в'язкості рідини та підходить для таких середовищ, як жир та вода, але не підходить для таких середовищ, як пара та повітря.
Кожен із вищезгаданих витратомірів має свої переваги та недоліки, але навіть якщо це один і той самий тип лічильника, продукти, що пропонуються різними виробниками, мають різні конструктивні характеристики.
Час публікації: 15 грудня 2021 р.