Счетчики жидкости: Механические счетчики жидкости для нефтепродуктов : счетчики расхода количества топлива в Краснодаре

— еще один ключевой параметр в критериях производительности измерителя. Разрешение — это мера наименьшего приращения общего расхода, которое может быть индивидуально распознано расходомером.

Диапазон регулировки

Turndown — это диапазон расходомера. Диапазон расхода расходомера представляет собой отношение максимального расхода к минимальному расходу, при котором сохраняется указанная точность или линейность. Например, считается, что расходомер с минимальным расходом 100 баррелей в час и максимальным расходом 1000 баррелей в час имеет динамический диапазон 10:1. Для расходомеров объемного типа чрезмерно низкие скорости имеют тенденцию к недостаточной регистрации потока по мере увеличения проскальзывания. При чрезмерно высоких расходах увеличивается износ.Расходомер должен оптимально работать в средней точке своего номинального диапазона расхода.

Выбор расходомера

Свойства жидкости часто определяют правильный выбор расходомера для работы с жидкостью. Жидкости, такие как безводный аммиак, очищенные углеводороды, такие как бензин или дизельное топливо, сырая нефть и сжиженный нефтяной газ (LPG), имеют различные свойства жидкости, такие как плотность, вязкость, температура застывания, температура вспышки, температура течения и давление течения. Все эти факторы важны при определении требований к расходомеру. Рис. 1 представляет собой руководство по применению расходомера, основанное на свойствах жидкости.

• Рис. 1—Руководство по применению расходомера (любезно предоставлено Emerson Process Management).

Падение давления на расходомере – это величина постоянной потери давления в результате прохождения жидкости через счетчик. Производители счетчиков могут предоставить данные для расчета ожидаемого падения давления для различных жидкостей. По мере увеличения вязкости и/или расхода измеряемого продукта увеличивается и величина падения давления.Указанное расчетное давление системы, а также минимальное и максимальное рабочее давление должны быть предоставлены изготовителю. Максимальное давление используется для обеспечения достаточности механических характеристик расходомера. Минимальное давление необходимо для обеспечения достаточного давления в системе, чтобы обеспечить падение давления в расходомере при поддержании жидкости в жидком состоянии, другими словами, чтобы предотвратить вскипание или переход продукта в газообразное состояние. Регулирующие клапаны или обратные клапаны часто рекомендуются для поддержания достаточного давления на измеряемую жидкость.

Температура жидкости и температура окружающей среды являются факторами, которые необходимо учитывать. Если продукт очень холодный или очень горячий, он может значительно превысить пределы температуры, установленные производителем для электроники, а также превысить стандартный диапазон температур материалов для корпуса счетчика или внутренних частей.

На расходомеры с внутренними движущимися частями могут влиять изменения плотности и вязкости жидкости. Для легких углеводородов, возможно, потребуется увеличить минимальный расход расходомера, чтобы сохранить заданную линейность и воспроизводимость.Вязкость также может влиять на нижний предел диапазона измерения расходомера. Важна фактическая вязкость жидкости при рабочей температуре или температуре потока. Сырая нефть может иметь вязкость 50 сСт при 60°F; однако температура сырой нефти в условиях потока может составлять 80°F, что значительно снижает вязкость и увеличивает фактический диапазон расхода данного расходомера.

Химическая совместимость должна учитываться при выборе материала для всех внутренних смачиваемых поверхностей. Для сухих абразивных продуктов могут потребоваться специальные системы смазки, изолирующие подшипники и шестерни от продукта. Захваченные твердые частицы плохо проходят через большинство расходомеров и должны быть удалены с помощью сетчатого фильтра с соответствующей сеткой перед расходомером.

Большинство расходомеров дают грубые неточности при измерении продукта, который содержит свободный или вовлеченный воздух. Удаление этого воздуха с помощью воздухоотделителя соответствующего размера имеет важное значение. Большие объемы свободного воздуха не только ухудшают точность, но также могут привести к превышению скорости и разрушению расходомера с движущимися частями.

Как и для всех измерительных систем, выбор расходомера должен основываться на стоимости владения. Стоимость одного типа счетчика по сравнению с другим зависит от размера и производителя. Первоначальная стоимость, однако, является лишь одной из нескольких затрат, которые следует учитывать. Например:

• Точность: 16 дюймов. метр трубопровода с пропускной способностью 12 000 баррелей в час. При цене на нефть 22 доллара США за баррель повышение точности всего на 0,05% может привести к экономии в размере 132 долларов США за каждый час работы.
• Техническое обслуживание: периодические расходы на техническое обслуживание счетчика могут быть значительным фактором в общей стоимости счетчика.

Расчет расхода и общая производительность системы

Большинство расходомеров выдают импульс, который представляет общий объем (объем в условиях потока). Затем валовой объем конвертируется в чистый объем (объем на условиях контракта) с соответствующими поправками на:

• Температура
• Давление
• Отложения и вода (S&W)
• Фактор счетчика

При коммерческом учете, целостности линии или распределении на основе чистых объемов очень важно точно измерять все переменные и поддерживать все измерительное оборудование в рабочем состоянии.

ПЛК, оборудование SCADA и компьютеры расхода обеспечивают огромные преимущества для мониторинга измерительных станций в режиме реального времени. Их преимущество состоит в том, что они могут своевременно реагировать на информацию, что может сэкономить тысячи долларов дохода.

Каталожные номера

Примечательные статьи в OnePetro

Lichen, Z., Jiaqing, Y., Xiaohan, P., He, L., & Zhengyun, Z. 2015. Расходомер с поворотным стержнем — новая технология измерения расхода в скважине. Общество инженеров-нефтяников.http://dx.doi.org/10.2118/176399-MS.

Амин, А. 2015. Оценка коммерчески доступных виртуальных расходомеров (VFM). Конференция по морским технологиям. https://www.onepetro.org/presentation/OTC-25764-PT. (Видео)

Внешние ссылки

Википедия: Расходомеры

Википедия: Измерение расхода

См. также

Счетчики жидкости прямого вытеснения

Счетчики жидкости для вывода

Блоки проверки расходомеров жидкости и установки LACT

Счетчики газа

Кориолисовые газовые расходомеры

Счетчики газа диафрагменные

Счетчики газа ультразвуковые

Счетчик газовый турбинный

PEH:Измерение жидкости и газа

Категория

Счетчики жидкости — PetroWiki

Измерение расхода начинается с правильно работающего расходомера; тем не менее, процедуры измерения и правильные расчеты расхода в равной степени способствуют хорошей общей работе системы.

Рекомендации

— еще один ключевой параметр в критериях производительности измерителя. Разрешение — это мера наименьшего приращения общего расхода, которое может быть индивидуально распознано расходомером.

Диапазон регулировки

Turndown — это диапазон расходомера. Диапазон расхода расходомера представляет собой отношение максимального расхода к минимальному расходу, при котором сохраняется указанная точность или линейность. Например, считается, что расходомер с минимальным расходом 100 баррелей в час и максимальным расходом 1000 баррелей в час имеет динамический диапазон 10:1. Для расходомеров объемного типа чрезмерно низкие скорости имеют тенденцию к недостаточной регистрации потока по мере увеличения проскальзывания. При чрезмерно высоких расходах увеличивается износ.Расходомер должен оптимально работать в средней точке своего номинального диапазона расхода.

Выбор расходомера

Свойства жидкости часто определяют правильный выбор расходомера для работы с жидкостью. Жидкости, такие как безводный аммиак, очищенные углеводороды, такие как бензин или дизельное топливо, сырая нефть и сжиженный нефтяной газ (LPG), имеют различные свойства жидкости, такие как плотность, вязкость, температура застывания, температура вспышки, температура течения и давление течения. Все эти факторы важны при определении требований к расходомеру. Рис. 1 представляет собой руководство по применению расходомера, основанное на свойствах жидкости.

• Рис. 1—Руководство по применению расходомера (любезно предоставлено Emerson Process Management).

Падение давления на расходомере – это величина постоянной потери давления в результате прохождения жидкости через счетчик. Производители счетчиков могут предоставить данные для расчета ожидаемого падения давления для различных жидкостей. По мере увеличения вязкости и/или расхода измеряемого продукта увеличивается и величина падения давления.Указанное расчетное давление системы, а также минимальное и максимальное рабочее давление должны быть предоставлены изготовителю. Максимальное давление используется для обеспечения достаточности механических характеристик расходомера. Минимальное давление необходимо для обеспечения достаточного давления в системе, чтобы обеспечить падение давления в расходомере при поддержании жидкости в жидком состоянии, другими словами, чтобы предотвратить вскипание или переход продукта в газообразное состояние. Регулирующие клапаны или обратные клапаны часто рекомендуются для поддержания достаточного давления на измеряемую жидкость.

Температура жидкости и температура окружающей среды являются факторами, которые необходимо учитывать. Если продукт очень холодный или очень горячий, он может значительно превысить пределы температуры, установленные производителем для электроники, а также превысить стандартный диапазон температур материалов для корпуса счетчика или внутренних частей.

На расходомеры с внутренними движущимися частями могут влиять изменения плотности и вязкости жидкости. Для легких углеводородов, возможно, потребуется увеличить минимальный расход расходомера, чтобы сохранить заданную линейность и воспроизводимость.Вязкость также может влиять на нижний предел диапазона измерения расходомера. Важна фактическая вязкость жидкости при рабочей температуре или температуре потока. Сырая нефть может иметь вязкость 50 сСт при 60°F; однако температура сырой нефти в условиях потока может составлять 80°F, что значительно снижает вязкость и увеличивает фактический диапазон расхода данного расходомера.

Химическая совместимость должна учитываться при выборе материала для всех внутренних смачиваемых поверхностей. Для сухих абразивных продуктов могут потребоваться специальные системы смазки, изолирующие подшипники и шестерни от продукта. Захваченные твердые частицы плохо проходят через большинство расходомеров и должны быть удалены с помощью сетчатого фильтра с соответствующей сеткой перед расходомером.

Большинство расходомеров дают грубые неточности при измерении продукта, который содержит свободный или вовлеченный воздух. Удаление этого воздуха с помощью воздухоотделителя соответствующего размера имеет важное значение. Большие объемы свободного воздуха не только ухудшают точность, но также могут привести к превышению скорости и разрушению расходомера с движущимися частями.

Как и для всех измерительных систем, выбор расходомера должен основываться на стоимости владения. Стоимость одного типа счетчика по сравнению с другим зависит от размера и производителя. Первоначальная стоимость, однако, является лишь одной из нескольких затрат, которые следует учитывать. Например:

• Точность: 16 дюймов. метр трубопровода с пропускной способностью 12 000 баррелей в час. При цене на нефть 22 доллара США за баррель повышение точности всего на 0,05% может привести к экономии в размере 132 долларов США за каждый час работы.
• Техническое обслуживание: периодические расходы на техническое обслуживание счетчика могут быть значительным фактором в общей стоимости счетчика.

Расчет расхода и общая производительность системы

Большинство расходомеров выдают импульс, который представляет общий объем (объем в условиях потока). Затем валовой объем конвертируется в чистый объем (объем на условиях контракта) с соответствующими поправками на:

• Температура
• Давление
• Отложения и вода (S&W)
• Фактор счетчика

При коммерческом учете, целостности линии или распределении на основе чистых объемов очень важно точно измерять все переменные и поддерживать все измерительное оборудование в рабочем состоянии.

ПЛК, оборудование SCADA и компьютеры расхода обеспечивают огромные преимущества для мониторинга измерительных станций в режиме реального времени. Их преимущество состоит в том, что они могут своевременно реагировать на информацию, что может сэкономить тысячи долларов дохода.

Каталожные номера

Примечательные статьи в OnePetro

Lichen, Z., Jiaqing, Y., Xiaohan, P., He, L., & Zhengyun, Z. 2015. Расходомер с поворотным стержнем — новая технология измерения расхода в скважине. Общество инженеров-нефтяников.http://dx.doi.org/10.2118/176399-MS.

Амин, А. 2015. Оценка коммерчески доступных виртуальных расходомеров (VFM). Конференция по морским технологиям. https://www.onepetro.org/presentation/OTC-25764-PT. (Видео)

Внешние ссылки

Википедия: Расходомеры

Википедия: Измерение расхода

См. также

Счетчики жидкости прямого вытеснения

Счетчики жидкости для вывода

Блоки проверки расходомеров жидкости и установки LACT

Счетчики газа

Кориолисовые газовые расходомеры

Счетчики газа диафрагменные

Счетчики газа ультразвуковые

Счетчик газовый турбинный

PEH:Измерение жидкости и газа

Категория

Счетчики жидкости — PetroWiki

Измерение расхода начинается с правильно работающего расходомера; тем не менее, процедуры измерения и правильные расчеты расхода в равной степени способствуют хорошей общей работе системы.

Рекомендации

— еще один ключевой параметр в критериях производительности измерителя. Разрешение — это мера наименьшего приращения общего расхода, которое может быть индивидуально распознано расходомером.

Диапазон регулировки

Turndown — это диапазон расходомера. Диапазон расхода расходомера представляет собой отношение максимального расхода к минимальному расходу, при котором сохраняется указанная точность или линейность. Например, считается, что расходомер с минимальным расходом 100 баррелей в час и максимальным расходом 1000 баррелей в час имеет динамический диапазон 10:1. Для расходомеров объемного типа чрезмерно низкие скорости имеют тенденцию к недостаточной регистрации потока по мере увеличения проскальзывания. При чрезмерно высоких расходах увеличивается износ.Расходомер должен оптимально работать в средней точке своего номинального диапазона расхода.

Выбор расходомера

Свойства жидкости часто определяют правильный выбор расходомера для работы с жидкостью. Жидкости, такие как безводный аммиак, очищенные углеводороды, такие как бензин или дизельное топливо, сырая нефть и сжиженный нефтяной газ (LPG), имеют различные свойства жидкости, такие как плотность, вязкость, температура застывания, температура вспышки, температура течения и давление течения. Все эти факторы важны при определении требований к расходомеру. Рис. 1 представляет собой руководство по применению расходомера, основанное на свойствах жидкости.

• Рис. 1—Руководство по применению расходомера (любезно предоставлено Emerson Process Management).

Падение давления на расходомере – это величина постоянной потери давления в результате прохождения жидкости через счетчик. Производители счетчиков могут предоставить данные для расчета ожидаемого падения давления для различных жидкостей. По мере увеличения вязкости и/или расхода измеряемого продукта увеличивается и величина падения давления.Указанное расчетное давление системы, а также минимальное и максимальное рабочее давление должны быть предоставлены изготовителю. Максимальное давление используется для обеспечения достаточности механических характеристик расходомера. Минимальное давление необходимо для обеспечения достаточного давления в системе, чтобы обеспечить падение давления в расходомере при поддержании жидкости в жидком состоянии, другими словами, чтобы предотвратить вскипание или переход продукта в газообразное состояние. Регулирующие клапаны или обратные клапаны часто рекомендуются для поддержания достаточного давления на измеряемую жидкость.

Температура жидкости и температура окружающей среды являются факторами, которые необходимо учитывать. Если продукт очень холодный или очень горячий, он может значительно превысить пределы температуры, установленные производителем для электроники, а также превысить стандартный диапазон температур материалов для корпуса счетчика или внутренних частей.

На расходомеры с внутренними движущимися частями могут влиять изменения плотности и вязкости жидкости. Для легких углеводородов, возможно, потребуется увеличить минимальный расход расходомера, чтобы сохранить заданную линейность и воспроизводимость.Вязкость также может влиять на нижний предел диапазона измерения расходомера. Важна фактическая вязкость жидкости при рабочей температуре или температуре потока. Сырая нефть может иметь вязкость 50 сСт при 60°F; однако температура сырой нефти в условиях потока может составлять 80°F, что значительно снижает вязкость и увеличивает фактический диапазон расхода данного расходомера.

Химическая совместимость должна учитываться при выборе материала для всех внутренних смачиваемых поверхностей. Для сухих абразивных продуктов могут потребоваться специальные системы смазки, изолирующие подшипники и шестерни от продукта. Захваченные твердые частицы плохо проходят через большинство расходомеров и должны быть удалены с помощью сетчатого фильтра с соответствующей сеткой перед расходомером.

Большинство расходомеров дают грубые неточности при измерении продукта, который содержит свободный или вовлеченный воздух. Удаление этого воздуха с помощью воздухоотделителя соответствующего размера имеет важное значение. Большие объемы свободного воздуха не только ухудшают точность, но также могут привести к превышению скорости и разрушению расходомера с движущимися частями.

Как и для всех измерительных систем, выбор расходомера должен основываться на стоимости владения. Стоимость одного типа счетчика по сравнению с другим зависит от размера и производителя. Первоначальная стоимость, однако, является лишь одной из нескольких затрат, которые следует учитывать. Например:

• Точность: 16 дюймов. метр трубопровода с пропускной способностью 12 000 баррелей в час. При цене на нефть 22 доллара США за баррель повышение точности всего на 0,05% может привести к экономии в размере 132 долларов США за каждый час работы.
• Техническое обслуживание: периодические расходы на техническое обслуживание счетчика могут быть значительным фактором в общей стоимости счетчика.

Расчет расхода и общая производительность системы

Большинство расходомеров выдают импульс, который представляет общий объем (объем в условиях потока). Затем валовой объем конвертируется в чистый объем (объем на условиях контракта) с соответствующими поправками на:

• Температура
• Давление
• Отложения и вода (S&W)
• Фактор счетчика

При коммерческом учете, целостности линии или распределении на основе чистых объемов очень важно точно измерять все переменные и поддерживать все измерительное оборудование в рабочем состоянии.

ПЛК, оборудование SCADA и компьютеры расхода обеспечивают огромные преимущества для мониторинга измерительных станций в режиме реального времени. Их преимущество состоит в том, что они могут своевременно реагировать на информацию, что может сэкономить тысячи долларов дохода.

Каталожные номера

Примечательные статьи в OnePetro

Lichen, Z., Jiaqing, Y., Xiaohan, P., He, L., & Zhengyun, Z. 2015. Расходомер с поворотным стержнем — новая технология измерения расхода в скважине. Общество инженеров-нефтяников.http://dx.doi.org/10.2118/176399-MS.

Амин, А. 2015. Оценка коммерчески доступных виртуальных расходомеров (VFM). Конференция по морским технологиям. https://www.onepetro.org/presentation/OTC-25764-PT. (Видео)

Внешние ссылки

Википедия: Расходомеры

Википедия: Измерение расхода

См. также

Счетчики жидкости прямого вытеснения

Счетчики жидкости для вывода

Блоки проверки расходомеров жидкости и установки LACT

Счетчики газа

Кориолисовые газовые расходомеры

Счетчики газа диафрагменные

Счетчики газа ультразвуковые

Счетчик газовый турбинный

PEH:Измерение жидкости и газа

Категория

Расходомеры жидкости

Измерение расхода жидкости является критической необходимостью на многих промышленных предприятиях. В некоторых операциях способность проводить точные измерения потока настолько важна, что может иметь значение между получением прибыли или получением убытка. В других случаях неточные измерения расхода или невыполнение измерений могут привести к серьезным (или даже катастрофическим) результатам.

В большинстве приборов для измерения расхода жидкости скорость потока определяется логическим путем путем измерения скорости жидкости или изменения кинетической энергии. Скорость зависит от перепада давления, который заставляет жидкость проходить через трубу или трубопровод.Поскольку площадь поперечного сечения трубы известна и остается постоянной, средняя скорость является показателем скорости потока. Основное соотношение для определения расхода жидкости в таких случаях:

Q = В x А
где
Q = расход жидкости по трубе
В = средняя скорость потока
A = площадь поперечного сечения трубы

Другие факторы, влияющие на скорость потока жидкости, включают вязкость и плотность жидкости, а также трение жидкости при контакте с трубой.
Прямые измерения расхода жидкости можно производить с помощью объемных расходомеров. Эти агрегаты делят жидкость на определенные порции и перемещают ее дальше. Общий расход представляет собой совокупность измеренных приращений, которые можно подсчитать с помощью механических или электронных методов.

Числа Рейнольдса

На работу расходомеров также влияет безразмерная единица, называемая числом Рейнольдса. Он определяется как отношение инерционных сил жидкости к ее силам сопротивления.

Уравнение:
R = 3160 х Q х Гт
Д х ต
где:
R = число Рейнольдса
Q = расход жидкости, гал/мин
Gt = удельный вес жидкости
D = внутренний диаметр трубы, дюйм.
µ = вязкость жидкости, сП

Расход и удельный вес являются силами инерции, а диаметр и вязкость трубы — силами сопротивления. Диаметр трубы и удельный вес остаются постоянными для большинства жидких применений. При очень низких скоростях или высоких вязкостях R мало, и жидкость течет гладкими слоями с наибольшей скоростью в центре трубы и с малыми скоростями у стенки трубы, где ее сдерживают силы вязкости. Такой тип течения называется ламинарным течением.Значения R ниже примерно 2000. Характерной чертой ламинарного течения является параболическая форма его профиля скорости, рис. 1.

Однако в большинстве применений используется турбулентный поток со значениями R выше 3000. Турбулентный поток возникает при высоких скоростях или низкой вязкости. Поток распадается на турбулентные вихри, протекающие по трубе с одинаковой средней скоростью. Скорость жидкости менее значительна, а профиль скорости имеет более однородную форму. Между турбулентным и ламинарным течениями существует переходная зона. В зависимости от конфигурации трубопровода и других условий монтажа течение в этой зоне может быть как турбулентным, так и ламинарным.
фигура 2

РАСХОДОМЕРЫ ТИПЫ

Для закрытых трубопроводных систем доступны многочисленные типы расходомеров. В целом оборудование можно классифицировать как расходомеры дифференциального давления, прямого вытеснения, скорости и массы. Устройства перепада давления (также известные как измерители напора) включают диафрагмы, трубки Вентури, расходомерные трубки, расходомерные сопла, трубки Пито, измерители с отводом от локтя, целевые измерители и измерители с переменным сечением, рис.2.

Счетчики прямого вытеснения включают поршневые, овальные, дисковые и роторно-лопастные счетчики. Измерители скорости бывают турбинными, вихревыми, электромагнитными и звуковыми. Массомеры бывают кориолисового и теплового типов. Для измерения потоков жидкости в открытых каналах обычно используются водосливы и лотки.

Нехватка места не позволяет подробно обсудить все существующие на сегодняшний день расходомеры жидкости. Однако сводные характеристики распространенных устройств приведены в таблице 1.Далее следуют краткие описания.

Измерители дифференциального давления
Использование дифференциального давления в качестве предполагаемого измерения скорости потока жидкости хорошо известно. Расходомеры перепада давления, безусловно, являются наиболее распространенными устройствами, используемыми сегодня. По оценкам, более 50 процентов всех приложений для измерения расхода жидкости используют этот тип устройства.

Основной принцип работы расходомеров перепада давления основан на предположении, что падение давления на расходомере пропорционально квадрату расхода.Расход определяется путем измерения перепада давления и извлечения квадратного корня.

Расходомеры перепада давления, как и большинство расходомеров, имеют первичный и вторичный элементы. Первичный элемент вызывает изменение кинетической энергии, что создает перепад давления в трубе. Блок должен быть правильно подобран к размеру трубы, условиям потока и свойствам жидкости. И точность измерения элемента должна быть хорошей в разумных пределах. Вторичный элемент измеряет перепад давления и выдает сигнал или показания, которые преобразуются в фактическое значение расхода.

Диафрагмы — самые популярные расходомеры жидкости, используемые сегодня. Отверстие представляет собой просто плоский кусок металла с просверленным в нем отверстием определенного размера. Большинство отверстий имеют концентрический тип, но также доступны эксцентрические, конические (квадрантные) и сегментные конструкции.

На практике диафрагма устанавливается в трубу между двумя фланцами. Действуя как первичное устройство, отверстие сужает поток жидкости, создавая перепад давления на пластине.Отводы давления с обеих сторон пластины используются для обнаружения разницы. Основные преимущества форсунок заключаются в том, что они не имеют движущихся частей, а их стоимость незначительно увеличивается с размером трубы.

Конические и четырехугольные отверстия являются относительно новыми. Приборы были разработаны в первую очередь для измерения жидкостей с низкими числами Рейнольдса. Практически постоянные коэффициенты расхода могут поддерживаться при значениях R ниже 5000. Конические диафрагмы имеют скос перед входом, глубину и угол которого необходимо рассчитывать и обрабатывать для каждого применения.

Сегментарный клин представляет собой разновидность сегментарного отверстия. Это ограничительное отверстие, в первую очередь предназначенное для измерения расхода жидкостей, содержащих твердые частицы. Устройство способно измерять потоки при низких числах Рейнольдса и при этом поддерживать требуемое отношение квадратного корня. Его конструкция проста, и есть только один критический размер — зазор клина. Падение давления через устройство примерно вдвое меньше, чем у обычных отверстий.

Встроенные клиновые узлы объединяют клиновой элемент и штуцеры давления в неразъемную трубную муфту, крепящуюся болтами к обычному датчику давления.Для установки устройства в трубопровод не требуются специальные трубы или фитинги.

Точность измерения всех диафрагменных расходомеров зависит от условий установки, соотношения площадей диафрагмы и физических свойств измеряемой жидкости.

Преимущество трубок Вентури заключается в том, что они могут обрабатывать большие объемы потока при низких перепадах давления. Трубка Вентури представляет собой отрезок трубы с коническим входом и прямой горловиной. Когда жидкость проходит через горловину, ее скорость увеличивается, вызывая перепад давления между входной и выходной областями.

Расходомеры не имеют движущихся частей. Их можно устанавливать в трубы большого диаметра с использованием фланцевых, приварных или резьбовых фитингов. Для усреднения измеренного давления вместе с устройством обычно устанавливаются четыре или более штуцеров для измерения давления. Трубки Вентури можно использовать с большинством жидкостей, в том числе с высоким содержанием твердых частиц.

Расходомерные трубки чем-то похожи на трубки Вентури, за исключением того, что у них нет входного конуса. У них коническое горло, но выход удлиненный и гладкий.Расстояние между передней поверхностью и наконечником составляет примерно половину диаметра трубы. Штуцеры для измерения давления расположены примерно на половину диаметра трубы ниже по потоку и на один диаметр трубы выше по потоку.

Форсунки при высоких скоростях могут выдерживать примерно на 60 процентов больший расход жидкости, чем диафрагмы с таким же перепадом давления. Жидкости с взвешенными твердыми частицами также можно измерять. Однако использование этих устройств не рекомендуется для жидкостей с высокой вязкостью или жидкостей, содержащих большое количество липких твердых частиц.

Трубки Пито одновременно измеряют два давления: ударное и статическое. Ударный узел состоит из трубки, один конец которой загнут под прямым углом к ​​направлению потока. Конец статической трубки закрыт, но в боковой части устройства имеется небольшая прорезь. Трубки могут быть установлены отдельно в трубе или объединены в одном корпусе.

Трубки Пито обычно устанавливаются путем приваривания муфты к трубе и введения зонда через муфту. Использование большинства трубок Пито ограничено измерениями в одной точке.Блоки подвержены забиванию посторонними материалами в жидкости. Преимущества трубок Пито: низкая стоимость, отсутствие движущихся частей, простота установки и минимальный перепад давления.

Угловые расходомеры работают по принципу, согласно которому при движении жидкости по окружности на внешние края действует центробежная сила. Таким образом, когда жидкость течет через колено трубы, сила, действующая на внутреннюю поверхность колена, пропорциональна произведению плотности жидкости на квадрат ее скорости.Кроме того, сила обратно пропорциональна радиусу локтя.

Любой 90 град. колено трубы может служить расходомером жидкости. Все, что требуется, это разместить два небольших отверстия в средней точке колена (точка 45 градусов) для отводов пьезометра. Линии измерения давления можно присоединить к кранам любым удобным способом.

Целевые измерители обнаруживают и измеряют силы, вызванные ударом жидкости о цель или тормозной диск, подвешенный в потоке жидкости. Прямая индикация расхода жидкости достигается путем измерения силы, действующей на цель.В своей простейшей форме расходомер состоит только из шарнирной качающейся пластины, которая выдвигается наружу вместе с потоком жидкости. В таких случаях устройство служит индикатором потока.

В более сложной версии используется прецизионный чувствительный элемент датчика силы низкого уровня. Сила мишени, вызванная потоком жидкости, измеряется тензодатчиком. Выходной сигнал манометра показывает скорость потока. Целевые расходомеры полезны для измерения потоков грязных или коррозионно-активных жидкостей.

Расходомеры с переменным сечением состоят в основном из конической трубки и поплавка, рис. 3. Хотя они классифицируются как приборы для измерения перепада давления, в действительности они представляют собой устройства для измерения постоянного перепада давления. Фланцевые фитинги упрощают их установку в трубы. При отсутствии потока жидкости поплавок свободно лежит на дне пробирки. Когда жидкость попадает на дно трубки, поплавок начинает подниматься. Положение поплавка напрямую зависит от скорости потока. Его точное положение находится в точке, где перепад давления между верхней и нижней поверхностями уравновешивает вес поплавка.

Поскольку скорость потока можно считывать непосредственно по шкале, установленной рядом с трубкой, нет необходимости в дополнительных устройствах для измерения скорости потока. Однако при желании можно использовать автоматические датчики для измерения уровня поплавка и передачи сигнала расхода. Трубки расходомеров с переменным сечением изготавливаются из стекла, металла или пластика. Диаметры труб варьируются от 1/4 до более 6 дюймов.

Объемные расходомеры

Работа этих установок заключается в разделении жидкостей на точно отмеренные порции и их перемещении. Каждый сегмент подсчитывается соединительным регистром. Поскольку каждое приращение представляет собой дискретный объем, устройства прямого вытеснения популярны для приложений автоматического дозирования и учета. Объемные расходомеры хорошо подходят для измерения расхода вязких жидкостей или для использования там, где требуется простая механическая измерительная система.

Счетчики поршневые поршневые бывают однопоршневые и многопоршневые. Конкретный выбор зависит от диапазона скоростей потока, требуемых в конкретном приложении.Поршневые счетчики могут использоваться для работы с широким спектром жидкостей. На рис. 4 показан колеблющийся поршневой расходомер с магнитным приводом. Жидкость никогда не контактирует с шестернями или другими деталями, которые могут засориться или подвергнуться коррозии.

Счетчики с овальными шестернями имеют две вращающиеся шестерни овальной формы с синхронизированными плотно прилегающими зубьями. Фиксированное количество жидкости проходит через расходомер за каждый оборот. Вращение вала можно контролировать для получения конкретных значений расхода.

Счетчики с нутационным диском имеют подвижный диск, установленный на концентрической сфере, расположенной в сферической камере с боковыми стенками.Давление жидкости, проходящей через измерительную камеру, заставляет диск раскачиваться по траектории циркуляции, не вращаясь вокруг своей оси. Это единственная подвижная часть измерительной камеры.

Штифт, идущий перпендикулярно диску, соединен с механическим счетчиком, который отслеживает качательные движения диска. Каждый цикл пропорционален определенному количеству потока. Как и во всех объемных расходомерах, изменения вязкости ниже заданного порога влияют на точность измерения.Доступны многие размеры и емкости. Блоки могут быть изготовлены из широкого выбора строительных материалов.

Крыльчатые счетчики доступны в нескольких исполнениях, но все они работают по одному и тому же принципу. Базовый блок состоит из равномерно разделенной вращающейся крыльчатки (содержащей два или более отсеков), установленной внутри корпуса счетчика. Рабочее колесо находится в постоянном контакте с корпусом. Фиксированный объем жидкости подается к выпускному отверстию расходомера из каждого отсека при вращении крыльчатки.Обороты рабочего колеса подсчитываются и регистрируются в объемных единицах.

Расходомеры Helix состоят из двух винтовых роторов с радикальным шагом, соединенных зубчатым зацеплением, с небольшим зазором между роторами и корпусом. Два ротора перемещают жидкость в осевом направлении от одного конца камеры к другому.

Измерители скорости
Эти приборы работают линейно в зависимости от объемного расхода. Поскольку здесь нет отношения квадратного корня (как в устройствах перепада давления), их диапазон регулирования выше.Измерители скорости имеют минимальную чувствительность к изменениям вязкости при использовании при числах Рейнольдса выше 10 000. Большинство корпусов измерителей скорости оснащены фланцами или фитингами, что позволяет подключать их непосредственно к трубопроводам.

Турбинные счетчики нашли широкое применение для точных измерений жидкостей. Установка состоит из многолопастного ротора, закрепленного на патрубке перпендикулярно потоку жидкости. Ротор вращается, когда жидкость проходит через лопасти.Скорость вращения является прямой функцией скорости потока и может быть измерена магнитным датчиком, фотоэлементом или шестернями. Электрические импульсы можно считать и суммировать, рис. 5.

Количество электрических импульсов, подсчитанных за заданный период времени, прямо пропорционально объему потока. Можно добавить тахометр для измерения скорости вращения турбины и определения расхода жидкости. Турбинные расходомеры, если они правильно подобраны и установлены, имеют хорошую точность, особенно для жидкостей с низкой вязкостью.

Основной проблемой турбинных расходомеров является износ подшипников. Чтобы избежать этой проблемы, была разработана «безопорная» конструкция. Жидкость, поступающая в расходомер, проходит через спиралевидные лопасти статора, которые сообщают вращение потоку жидкости. Поток воздействует на сферу, заставляя ее двигаться по орбите в пространстве между первым статором и вторым статором с такой же спиралью. Орбитальное движение сферы регистрируется электронным способом. Частота результирующего импульсного выхода пропорциональна расходу.

Вихревые расходомеры используют природное явление, возникающее, когда жидкость обтекает обтекаемый объект. Завихрения или вихри поочередно сбрасываются вниз по течению от объекта. Частота вихреобразования прямо пропорциональна скорости жидкости, протекающей через счетчик, рис. 6.

Тремя основными компонентами расходомера являются распорка корпуса обтекателя, установленная поперек отверстия расходомера, датчик для обнаружения наличия вихря и генерирования электрического импульса, а также датчик усиления и формирования сигнала, выходной сигнал которого пропорционален расход, рис. 7. Счетчик в равной степени подходит для измерения расхода или суммирования расхода. Не рекомендуется использовать для взвесей или жидкостей с высокой вязкостью.

Электромагнитные счетчики могут работать с большинством жидкостей и суспензий при условии, что измеряемый материал является электропроводным. Основными компонентами являются расходомерная трубка (первичный элемент), рис. 8. Расходомерная трубка устанавливается непосредственно в трубу. Падение давления на расходомере такое же, как и на трубе эквивалентной длины, потому что нет движущихся частей или препятствий для потока.Вольтметр может быть присоединен непосредственно к расходомерной трубке или может быть установлен удаленно и соединен с ней экранированным кабелем.

Электромагнитные расходомеры работают на основе закона электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому при движении проводника через магнитное поле возникает напряжение. Жидкость служит проводником; магнитное поле создается катушками под напряжением снаружи расходомерной трубки, рис. 9. Величина создаваемого напряжения прямо пропорциональна расходу.Два электрода, вмонтированные в стенку трубы, регистрируют напряжение, которое измеряется вторичным элементом.

Электромагнитные расходомеры имеют основные преимущества: они могут измерять сложные и агрессивные жидкости и шламы; и они могут измерять как прямой, так и обратный поток с одинаковой точностью. Недостатками более ранних конструкций были высокое энергопотребление и необходимость получения полной трубы и отсутствия потока для первоначальной установки счетчика на ноль. Недавние усовершенствования устранили эти проблемы.Методы возбуждения импульсного типа позволили снизить энергопотребление, так как возбуждение происходит в блоке только в половине случаев. Нулевые настройки больше не требуются.

Ультразвуковые расходомеры можно разделить на доплеровские расходомеры и счетчики времени прохождения (или транзита). Доплеровские измерители измеряют сдвиги частоты, вызванные потоком жидкости. Два преобразователя смонтированы в корпусе, прикрепленном к одной стороне трубы. В измеряемую жидкость подается сигнал известной частоты. Твердые частицы, пузырьки или любые неоднородности в жидкости вызывают отражение импульса к элементу приемника, рис.10. Поскольку жидкость, вызывающая отражение, движется, частота отраженного импульса смещается. Сдвиг частоты пропорционален скорости жидкости.

Недавно был разработан портативный доплеровский измеритель, способный работать от сети переменного тока или от перезаряжаемого блока питания. Чувствительные головки просто прикрепляются к внешней стороне трубы, и прибор готов к использованию. Общий вес, включая корпус, составляет 22 фунта. Набор выходных клемм от 4 до 20 миллиампер позволяет подключать устройство к ленточному самописцу или другому удаленному устройству.
Счетчики времени пути имеют преобразователи, установленные на каждой стороне трубы. Конфигурация такова, что звуковые волны, распространяющиеся между устройствами, проходят под углом 45 градусов. под углом к ​​направлению потока жидкости. Скорость прохождения сигнала между датчиками увеличивается или уменьшается в зависимости от направления передачи и скорости измеряемой жидкости. Соотношение разницы во времени, пропорциональное расходу, можно получить, попеременно передавая сигнал в обоих направлениях.Ограничение измерителей времени прохождения состоит в том, что измеряемые жидкости не должны содержать увлеченных газов или твердых частиц, чтобы свести к минимуму рассеяние и поглощение сигнала.

Массовые расходомеры Постоянная потребность в более точных измерениях расхода в процессах, связанных с массой (химические реакции, теплопередача и т. д.), привела к разработке массовых расходомеров. Доступны различные конструкции, но наиболее часто используемым для измерения расхода жидкости является расходомер Кориолиса.Его действие основано на природном явлении, называемом силой Кориолиса, отсюда и название.

Кориолисовы расходомеры — это расходомеры, измеряющие массовый расход напрямую, а не объемный расход. Поскольку масса не меняется, расходомер является линейным, и его не нужно настраивать на изменения свойств жидкости. Это также устраняет необходимость компенсации изменения условий температуры и давления. Измеритель особенно полезен для измерения жидкостей, вязкость которых зависит от скорости при заданных температурах и давлениях.

Кориолисовые расходомеры также доступны в различных исполнениях. Популярный блок состоит из U-образной расходомерной трубки, заключенной в корпус датчика, соединенной с электронным блоком. Чувствительный блок может быть установлен непосредственно в любой технологический процесс. Блок электроники может располагаться на расстоянии до 500 футов от датчика.

Внутри корпуса датчика U-образная расходомерная трубка вибрирует с собственной частотой под действием магнитного устройства, расположенного на изгибе трубки. Вибрация похожа на вибрацию камертона, охватывая менее 0.1 дюйм и завершая полный цикл около 80 раз/сек. По мере того, как жидкость течет по трубке, она вынуждена совершать вертикальное движение трубки, рис. 11. Когда трубка движется вверх в течение половины своего цикла, жидкость, поступающая в счетчик, сопротивляется вытеснению вверх за счет давления вниз. на трубке.

Вытесненная вверх жидкость, вытекающая из счетчика, сопротивляется уменьшению вертикального движения за счет давления на трубку. Это действие заставляет трубку скручиваться.Когда трубка движется вниз во время второй половины своего цикла вибрации, она закручивается в противоположном направлении.

Жидкость, вытекающая из расходомера, под действием силы вверх сопротивляется уменьшению вертикального движения за счет давления на трубку. Это действие заставляет трубку скручиваться. Когда трубка движется вниз во время второй половины своего цикла вибрации, она закручивается в противоположном направлении. Величина крутки прямо пропорциональна массовому расходу жидкости, протекающей через трубку.Магнитные датчики, расположенные с каждой стороны расходомерной трубки, измеряют скорости трубки, которые изменяются по мере закручивания трубки. Датчики передают эту информацию в блок электроники, где она обрабатывается и преобразуется в напряжение, пропорциональное массовому расходу. Счетчик имеет широкий спектр применений от клеев и покрытий до жидкого азота.

Массовые расходомеры теплового типа традиционно использовались для измерения газов, но доступны модели для измерения расхода жидкости.Эти массомеры также работают независимо от плотности, давления и вязкости. В термометрах используется нагреваемый чувствительный элемент, изолированный от пути потока жидкости. Поток отводит тепло от чувствительного элемента. Проводимое тепло прямо пропорционально массовому расходу. Датчик никогда не вступает в непосредственный контакт с жидкостью, рис. 12. Блок электроники включает анализатор расхода, температурный компенсатор и формирователь сигналов, который обеспечивает линейный выходной сигнал, прямо пропорциональный массовому расходу.

Счетчики открытого канала
«Открытый канал» относится к любому каналу, в котором жидкость течет со свободной поверхностью. Сюда входят туннели, безнапорные коллекторы, частично заполненные трубы, каналы, ручьи и реки. Из многих методов, доступных для мониторинга потоков в открытом русле, наиболее распространены методы, связанные с глубиной. Эти методы предполагают, что мгновенный расход может быть определен по измерению глубины воды или напора. Водосливы и лотки являются старейшими и наиболее широко используемыми первичными устройствами для измерения расхода в открытом русле.

Водосливы работают по тому принципу, что препятствие в канале вызывает обратное движение воды, создавая высокий уровень (напор) за барьером. Напор является функцией скорости потока и, следовательно, скорости потока через устройство. Водосливы состоят из вертикальных пластин с острыми гребнями. Верхняя часть пластины может быть прямой или рифленой. Водосливы классифицируются в соответствии с формой выреза. Основные типы: V-образный, прямоугольный и трапециевидный.

Желоба обычно используются, когда потери напора должны быть сведены к минимуму, или если протекающая жидкость содержит большое количество взвешенных твердых частиц. Желоба для открытых каналов — то же, что трубки Вентури для закрытых труб. Популярными желобами являются конструкции Паршалла и Палмера-Боулуса.

Лотки обычно используются, когда потери напора должны быть сведены к минимуму, или если протекающая жидкость содержит большое количество взвешенных твердых частиц. Желоба для открытых каналов — то же, что трубки Вентури для закрытых труб. Популярными желобами являются конструкции Паршалла и Палмера-Боулуса.

Лоток Паршалла состоит из сужающейся верхней части, горловины и расширяющейся нижней части.Стенки лотка вертикальные, дно горловины наклонено вниз. Потери напора через лотки Паршалла ниже, чем у других типов расходомеров с открытым каналом. Высокая скорость потока способствует самоочищению желоба. Расход можно точно измерить в широком диапазоне условий.

Лотки Palmer-Bowlus имеют трапециевидную горловину одинакового поперечного сечения и длину, примерно равную диаметру трубы, в которой он установлен. Он сравним с желобом Паршалла по точности и способности пропускать мусор без очистки. Принципиальным преимуществом является сравнительная простота, с которой его можно установить в существующих круглых трубопроводах, так как не требуется прямоугольного подводящего участка.

Сброс через водосливы и лотки зависит от уровня, поэтому для определения расхода с оборудованием необходимо использовать методы измерения уровня. Простейшими устройствами, используемыми для этой цели, являются рейки и поплавковые устройства. Также доступны различные электронные системы измерения, суммирования и регистрации.

Более поздняя разработка состоит в использовании ультразвуковых импульсов для измерения уровня жидкости.Измерения выполняются путем отправки звуковых импульсов от датчика к поверхности жидкости и определения времени возврата эхосигнала. Схема линеаризации преобразует высоту жидкости в скорость потока. Ленточный самописец регистрирует скорость потока, а цифровой сумматор регистрирует общее количество галлонов. В другой недавно представленной системе на основе микропроцессора используются либо ультразвуковые, либо поплавковые датчики. Клавиатура с интерактивным жидкокристаллическим дисплеем упрощает задачи программирования, управления и калибровки.

Лоток Паршалла состоит из сужающейся верхней части, горловины и расширяющейся нижней части.Стенки лотка вертикальные, дно горловины наклонено вниз. Потери напора через лотки Паршалла ниже, чем у других типов расходомеров с открытым каналом. Высокая скорость потока способствует самоочищению желоба. Расход можно точно измерить в широком диапазоне условий.

Лотки Palmer-Bowlus имеют трапециевидную горловину одинакового поперечного сечения и длину, примерно равную диаметру трубы, в которой он установлен. Он сравним с желобом Паршалла по точности и способности пропускать мусор без очистки.Принципиальным преимуществом является сравнительная простота, с которой его можно установить в существующих круглых трубопроводах, так как не требуется прямоугольного подводящего участка.

Сброс через водосливы и лотки зависит от уровня, поэтому для определения расхода с оборудованием необходимо использовать методы измерения уровня. Простейшими устройствами, используемыми для этой цели, являются рейки и поплавковые устройства. Также доступны различные электронные системы измерения, суммирования и регистрации.

Более поздняя разработка состоит в использовании ультразвуковых импульсов для измерения уровня жидкости.Измерения выполняются путем отправки звуковых импульсов от датчика к поверхности жидкости и определения времени возврата эхосигнала. Схема линеаризации преобразует высоту жидкости в скорость потока. Ленточный самописец регистрирует скорость потока, а цифровой сумматор регистрирует общее количество галлонов. В другой недавно представленной системе на основе микропроцессора используются либо ультразвуковые, либо поплавковые датчики. Клавиатура с интерактивным жидкокристаллическим дисплеем упрощает задачи программирования, управления и калибровки.

ВЫБОР РАСХОДОМЕРА

Эксперты утверждают, что более 75 процентов расходомеров, установленных в промышленности, работают неудовлетворительно. И неправильный выбор составляет 90 процентов этих проблем. Очевидно, что выбор расходомера — занятие не для любителей. Основные этапы процесса выбора показаны на рис. 13.

Наиболее важным требованием является точное знание того, что прибор должен делать. Вот несколько вопросов для размышления. Предназначено ли измерение для управления технологическим процессом (где повторяемость является основной проблемой) или для учета или коммерческого учета (где важна высокая точность)? Требуется местная индикация или дистанционный сигнал? Если требуется удаленный выход, должен ли это быть пропорциональный сигнал или замыкание контакта для запуска или остановки другого устройства? Является ли жидкость вязкой, чистой или суспензией? Является ли он электропроводным? Каков его удельный вес или плотность? Какие скорости потока участвуют в приложении? Каковы рабочие температуры и давления процессов? Также необходимо учитывать точность (см. глоссарий), диапазон, линейность, воспроизводимость и требования к трубопроводу.

Перед окончательным выбором важно знать, чего расходомер не может и что он может делать. У каждого прибора есть преимущества и недостатки, и степень удовлетворенности работой напрямую связана с тем, насколько хорошо возможности и недостатки прибора соответствуют требованиям приложения. Часто пользователи ожидают от расходомера характеристик, которые не соответствуют заявленным поставщиком. Большинство поставщиков стремятся помочь клиентам выбрать правильный расходомер для конкретной работы.Многие из них предоставляют анкеты, контрольные списки и листы спецификаций, предназначенные для получения важной информации, необходимой для подбора правильного расходомера для работы.

Необходимо также учитывать технологические усовершенствования расходомеров. Например, распространенной ошибкой является выбор конструкции, которая была наиболее популярна для данного приложения несколько лет назад, и предположение, что это все еще лучший инструмент для работы. За последние годы в разработке расходомеров для этого конкретного применения могло произойти много изменений и нововведений, что сделало выбор намного шире.

В последнее время появились компьютерные программы для выполнения утомительных вычислений, часто необходимых для выбора расходомеров. Расчеты, на которые раньше уходил час, теперь можно выполнить за считанные секунды (см. сопроводительный раздел «Выбранный справочный материал»).

Нажмите здесь, чтобы задать вопросы при выборе расходомера

Вопросы стоимости
Существует широкий диапазон цен на расходомеры. Расходомеры с переменным сечением, как правило, самые дешевые, а некоторые устройства небольшого размера доступны менее чем за 100 долларов.Массовые расходомеры стоят дороже всего. Цены начинаются примерно от 3500 долларов. Однако при выборе расходомеров всегда следует учитывать общие затраты на систему. Например, диафрагма может стоить всего около 50 долларов. Но передатчик может добавить дополнительные 500 или 600 долларов, а изготовление и установка измерительной линии может стоить еще дороже.

Затраты на установку, эксплуатацию и обслуживание также являются важными экономическими факторами. Обслуживание некоторых более сложных конструкций может быть дорогим.

Как и в случае со многими другими продуктами, инженер-технолог обычно получает то, за что платит, когда покупает расходомер.Но удовлетворение, которое он получит от продукта, будет зависеть от тщательности, которую он проявляет при выборе и установке инструмента. И это возвращается к знанию процесса, продуктов и требований к измерению расхода. «Перекупка» не редкость. Инженеры завода не должны покупать расходомер более функциональный или сложный, чем им нужно.

РАБОТА С РАСХОДОМЕРАМИ

Хотя поставщики всегда готовы предоставить услуги по установке расходомеров, по оценкам, примерно 75 процентов пользователей устанавливают свое собственное оборудование.Но бывают ошибки при установке. Одной из наиболее распространенных является отсутствие достаточного количества прямолинейных трубопроводов до и после расходомера.

Каждая конструкция имеет определенную устойчивость к нестабильным скоростным условиям в трубе, но для эффективной работы всем устройствам требуется соответствующая конфигурация трубопровода. Правильный трубопровод обеспечивает нормальный режим потока для устройства. Без него точность и производительность ухудшаются. Расходомеры также иногда устанавливаются задом наперед (особенно это касается диафрагм).Линии измерения давления также могут быть перевернуты.

Искробезопасность электрических компонентов является важным фактором в опасных зонах. Большинство поставщиков расходомеров предлагают искробезопасные конструкции для таких целей.

Магнитные поля рассеяния существуют на большинстве промышленных предприятий. Линии электропередач, реле, соленоиды, трансформаторы, двигатели и генераторы вносят свою долю помех. Пользователи должны убедиться, что выбранный ими расходомер невосприимчив к таким помехам.Проблемы возникают в первую очередь с электронными компонентами во вторичных элементах, которые необходимо защищать. Строгое соблюдение рекомендаций производителя по установке обычно позволяет предотвратить такие проблемы.

Калибровка
Все расходомеры требуют первоначальной калибровки. В большинстве случаев прибор калибруется производителем для указанных условий эксплуатации. Однако, если на предприятии имеется квалифицированный персонал, пользователь может выполнить калибровку самостоятельно.

Необходимость повторной калибровки в значительной степени зависит от того, насколько хорошо прибор подходит для применения. Некоторые жидкости, проходящие через расходомеры, имеют тенденцию быть абразивными, эрозионными или коррозионно-активными. Со временем части устройства изнашиваются настолько, что это влияет на производительность. Некоторые конструкции более подвержены повреждениям, чем другие. Например, износ отдельных лопаток турбины приведет к изменению производительности. Если применение критично, точность расходомера следует проверять через частые промежутки времени.В других случаях повторная калибровка может не потребоваться в течение многих лет, потому что приложение не является критически важным, или ничто не изменит производительность измерителя. Для некоторых расходомеров требуется специальное оборудование для калибровки. Большинство производителей предоставляют такие услуги на своем заводе или на объекте пользователя, куда они привозят оборудование для калибровки на месте.

Техническое обслуживание
Ряд факторов влияет на требования к техническому обслуживанию и ожидаемый срок службы расходомеров. Главным фактором, конечно же, является соответствие правильного прибора конкретному приложению.Плохо выбранные устройства неизбежно вызовут проблемы на ранней стадии. Расходомеры без движущихся частей обычно требуют меньшего внимания, чем устройства с движущимися частями. Но все расходомеры рано или поздно требуют обслуживания.

Для первичных элементов расходомеров дифференциального давления требуются обширные трубопроводы, клапаны и фитинги, когда они соединяются со своими вторичными элементами, поэтому в таких установках может потребоваться постоянное техническое обслуживание. Импульсные линии могут забиваться или подвергаться коррозии, и их необходимо очищать или заменять. А неправильное расположение вторичного элемента может привести к ошибкам измерения. Перемещение элемента может быть дорогостоящим.

Расходомеры с подвижными частями требуют периодической внутренней проверки, особенно если измеряемая жидкость грязная или вязкая. Установка фильтров перед такими агрегатами поможет свести к минимуму загрязнение и износ. Беспрепятственные приборы, такие как ультразвуковые или электромагнитные счетчики, могут иметь проблемы с электронными компонентами вторичного элемента. Датчики давления, связанные с вторичными элементами, следует периодически снимать и проверять.

Области применения, в которых могут образовываться покрытия, также являются потенциальными проблемами для беспрепятственных инструментов, таких как магнитные или ультразвуковые устройства. Если покрытие является изолирующим, работа магнитных расходомеров в конечном итоге будет нарушена, если электроды будут изолированы от жидкости. Это состояние можно предотвратить путем периодической очистки. В ультразвуковых расходомерах углы преломления могут измениться, и звуковая энергия, поглощаемая покрытием, приведет к выходу из строя расходомера.

Расходомеры | Что такое и как это работает

Расходомер (или датчик расхода) представляет собой прибор, используемый для измерения линейного, нелинейного, массового или объемного расхода жидкости или газа.При выборе расходомеров следует учитывать такие нематериальные факторы, как осведомленность персонала завода, его опыт калибровки и обслуживания, наличие запасных частей, среднее время наработки на отказ и т. д. на конкретной площадке завода. Также рекомендуется рассчитывать стоимость установки только после выполнения этих шагов.

Одной из наиболее распространенных ошибок при измерении расхода является обратная последовательность: вместо выбора датчика, который будет работать должным образом, делается попытка оправдать использование устройства тем, что оно дешевле. Эти «недорогие» покупки могут оказаться самыми дорогостоящими установками. Эта страница поможет вам лучше понять расходомеры, но вы также можете в любое время поговорить с нашими инженерами по применению, если у вас возникнут особые проблемы с измерением расхода.

Первые шаги по выбору подходящего расходомера

Характеристики жидкости и потока

Диапазоны давления и температуры

Зона трубопроводов и установки

Скорость потока и точность

В приложениях, где продукты продаются или покупаются на основе показаний счетчика, абсолютная точность имеет решающее значение. В других приложениях повторяемость может быть важнее абсолютной точности. Поэтому рекомендуется отдельно устанавливать требования к точности и воспроизводимости для каждого приложения и указывать их в спецификациях.

Если точность расходомера указана в % CS или % FS, его абсолютная погрешность будет возрастать по мере снижения измеренного расхода.Если погрешность расходомера указана в % AR, погрешность в абсолютном выражении остается одинаковой при высоком или низком расходе. Поскольку полная шкала (FS) всегда больше, чем калиброванная шкала (CS), датчик с характеристикой % FS всегда будет иметь большую ошибку, чем датчик с той же спецификацией % CS. Поэтому, чтобы справедливо сравнить все ставки, рекомендуется преобразовать все приведенные заявления об ошибках в одни и те же единицы % AR.
Измерение расхода в истории Наш интерес к измерению расхода воздуха и воды неподвластен времени.Важно знать направление и скорость воздушного потока. информация для всех древних мореплавателей, а умение измерять расход воды было необходимо для справедливого распределения воды по акведуки таких ранних сообществ, как шумерские города Ур, Киш и Мари у рек Тигр и Евфрат около 5000 г. до н.э.
В хорошо подготовленных спецификациях расходомера все заявления о точности преобразуются в единые единицы % AR, и эти требования % AR указываются отдельно для минимального, нормального и максимального расхода.Все спецификации и заявки на расходомеры должны четко указывать как точность, так и повторяемость расходомера при минимальном, нормальном и максимальном расходе.

Точность и воспроизводимость

Кроме того, если можно получить одинаковую производительность как от полного расходомера, так и от точечного датчика, обычно рекомендуется использовать расходомер. Поскольку точечные датчики не смотрят на весь поток, они точно считывают показания только в том случае, если они вставлены на глубину, где скорость потока является средним значением профиля скорости в трубе.Даже если эта точка будет тщательно определена во время калибровки, вряд ли она останется неизменной, поскольку профили скорости меняются в зависимости от расхода, вязкости, температуры и других факторов.

Единицы измерения массы или объема

Ввиду этих соображений следует иметь в виду массовые расходомеры, которые нечувствительны к изменениям плотности, давления и вязкости и не зависят от изменений числа Рейнольдса.Также недостаточно используются в химической промышленности различные лотки, которые могут измерять расход в частично заполненных трубах и могут пропускать крупные плавающие или осаждающиеся твердые частицы.

Выберите подходящий расходомер

Пружинные и поршневые расходомеры
Поршневые расходомеры используют кольцевое отверстие, образованное поршнем и коническим конусом. Поршень удерживается на месте у основания конуса (в «положении отсутствия потока») калиброванной пружиной.Шкалы основаны на удельном весе 0,84 для счетчиков нефти и 1,0 для счетчиков воды. Простота их конструкции и легкость, с которой они могут быть оборудованы для передачи электрических сигналов, сделали их экономичной альтернативой расходомерам с переменным сечением для индикации и контроля расхода.

Массовые расходомеры газа
Массовые расходомеры теплового типа работают с незначительной зависимостью от плотности, давления и вязкости жидкости.В этом типе расходомера используется либо датчик перепада давления и датчик температуры, либо нагреваемый чувствительный элемент и термодинамические принципы теплопроводности для определения истинного массового расхода. Многие из этих массовых расходомеров имеют встроенные дисплеи и аналоговые выходы для регистрации данных. Популярные области применения включают проверку на герметичность и измерение низкого расхода в миллилитрах в минуту. Особым типом будет расходомер Кориолисса.

Ультразвуковые расходомеры
Ультразвуковые доплеровские расходомеры обычно используются в грязных средах, таких как сточные воды и другие грязные жидкости и шламы, которые обычно вызывают повреждение обычных датчиков.Основной принцип работы заключается в сдвиге частоты (эффект Доплера) ультразвукового сигнала при его отражении взвешенными частицами или пузырьками газа (несплошностями) в движении.

Турбинные расходомеры
Турбинный расходомер может иметь точность 0,5% от показаний. Это очень точный прибор, который можно использовать для чистых и вязких жидкостей до 100 сСт. Требуется минимум 10 диаметров прямой трубы на входе. Наиболее распространенными выходами являются синусоидальные или прямоугольные сигналы, но преобразователи сигналов могут быть установлены сверху для аналоговых выходов и взрывозащищенных классификаций. Этот механический счетчик состоит из многолопастного ротора, установленного под прямым углом к ​​потоку и подвешенного в потоке жидкости на свободно вращающемся подшипнике.

Датчики с лопастным колесом
Один из самых популярных экономичных расходомеров для воды или водоподобных жидкостей.Многие из них предлагаются с проточными фитингами или вставками. Эти счетчики, такие как турбинный счетчик, требуют минимум 10 диаметров прямой трубы на входе и 5 на выходе. Химическая совместимость должна быть проверена, если не используется вода. Синусоидальные и прямоугольные импульсные выходы являются типичными, но преобразователи доступны для встроенного или панельного монтажа. Ротор крыльчатого датчика перпендикулярен потоку и контактирует с потоком только в ограниченном поперечном сечении.

Объемные расходомеры прямого вытеснения
Эти расходомеры используются для измерения расхода воды, когда нет прямой трубы, а турбинные расходомеры и крыльчатые датчики реагируют на слишком сильную турбулентность.Объемные расходомеры также используются для вязких жидкостей.

Вихревые расходомеры
Основными преимуществами вихревых расходомеров являются их низкая чувствительность к изменениям условий процесса и малый износ по сравнению с диафрагменными или турбинными расходомерами. Кроме того, начальные и эксплуатационные расходы низки. По этим причинам они получили более широкое признание среди пользователей. Вихревые расходомеры требуют калибровки, свяжитесь с нашим отделом проектирования расходомеров.

Трубки Пито или датчик дифференциального давления для жидкостей и газов
Трубки Пито обладают следующими преимуществами: простой и недорогой монтаж, гораздо более низкие постоянные потери давления, низкие эксплуатационные расходы и хорошая износостойкость. Трубки Пито требуют калибровки, свяжитесь с нашим отделом проектирования расходомеров.

Магнитные расходомеры для проводящих жидкостей
Доступен в линейном или вставном исполнении.Магнитные расходомеры не имеют движущихся частей и идеально подходят для использования со сточными водами или любой грязной проводящей жидкостью. Дисплеи являются встроенными, или аналоговый выход может использоваться для удаленного мониторинга или регистрации данных.

Анемометры для измерения расхода воздуха
Анемометры с термоанемометрами представляют собой датчики без движущихся частей. Воздушный поток можно измерять в трубах и воздуховодах с помощью ручного или стационарного крепления. Также доступны крыльчатые анемометры.Крыльчатые анемометры обычно больше по размеру, чем горячая проволока, но они более прочные и экономичные. Доступны модели с измерением температуры и влажности.

1. Какая жидкость измеряется?
2. Вам требуется измерение скорости и/или суммирование?
3. Если жидкость не вода, то какой вязкости у жидкости?
4. Требуется ли вам локальный дисплей на расходомере или электронный выходной сигнал?
5. Какой минимальный и максимальный расход?
6. Какое минимальное и максимальное рабочее давление?
7. Какова минимальная и максимальная температура процесса?
8. Является ли жидкость химически совместимой со смачиваемыми частями расходомера?
9. Если это технологическое приложение, каков размер канала??

Массовый или объемный расход?

Q = А х v

Q — расход, A — площадь поперечного сечения трубы, v — средняя скорость жидкости в трубе. Применяя это уравнение к действию, поток жидкости, движущейся со средней скоростью 1 метр в секунду через трубу с площадью поперечного сечения 1 квадратный метр, составляет 1 кубический метр в секунду.Обратите внимание, что Q — это объем в единицу времени, поэтому Q обычно обозначается как «объемный» расход. Теперь рассмотрим следующее уравнение:

W = правая x Q

Где W — скорость потока (опять же — читайте дальше), а rho — плотность жидкости. Применяя это уравнение к действию, скорость потока будет равна 1 килограмму в секунду, когда течет 1 кубический метр в секунду жидкости с плотностью 1 килограмм на кубический метр. (То же самое можно сделать и с общеупотребительными «фунтами». Не вдаваясь в подробности — фунт принят за единицу массы.) Обратите внимание, что W — это масса в единицу времени, поэтому W обычно обозначается как «массовый» расход. Теперь — какой поток вы хотите измерить? Точно сказать не могу? В некоторых приложениях необходимо измерять объемный расход.

Попробуйте наполнить бак. Объемный расход может представлять интерес, чтобы избежать переполнения резервуара, в который могут быть добавлены жидкости с различной плотностью. (С другой стороны, датчик уровня и переключатель/запорный клапан высокого уровня могут избавить от необходимости в расходомере.) Рассмотрите возможность управления потоком жидкости в процессе, который может принять только ограниченный объем в единицу времени.Измерение объемного расхода может показаться применимым.

В других процессах важен массовый расход. Рассмотрим химические реакции, в которых желательно взаимодействовать с веществами A, B и C. Интерес представляет количество присутствующих молекул (их масса), а не их объем. Точно так же при купле-продаже продукции (коммерческий учет) важна масса, а не ее объем.

Какое техническое обслуживание требуется расходомеру?

Расходомеры и контроллеры жидкости