Energy education

Energy
education

Расход — объём вещества, проходящего через поперечное сечение потока за единицу времени.

2. Механические счётчики расхода

Скоростные счетчики

Принцип действия скоростных счетчиков состоит в том, что протекающий через прибор поток измеряемой жидкости приводит во вращение крыльчатку или вертушку, скорость вращения которых при этом пропорциональна средней скорости протекающей жидкости, а следовательно, и расходу. Скорость вращения пропорциональна расходу. В действительности коэффициент пропорциональности остается постоянным на всем диапазоне измерения прибора.

Скоростные счетчики устанавливаются в закрытых трубопроводах таким образом, чтобы весь поток измеряемой жидкости проходил через прибор. Протекающая жидкость может подводиться к крыльчатке или вертушке аксиально или тангенциально, причем во втором случае жидкость может подводиться как одной, так и несколькими струями. Счетчики с аксиальным подводом жидкости применяются для измерения больших расходов жидкости, с тангенциальным подводом — для измерения малых расходов.

С осью крыльчатки или вертушки связывается механизм для подсчета числа оборотов и, таким образом, количества жидкости; Счетный механизм может быть помещен непосредственно в измеряемой жидкости или защищен от нее сальником.

Скоростной счетчик.

Для обеспечения правильной работы счетчиков необходимо их устанавливать таким образом, чтобы все сечение счетчика было полностью заполнено жидкостью. Несмотря на то, что все счетчики имеют струевыпрямители, поток перед счетчиком должен быть выровнен; для этого их нужно устанавливать так, чтобы перед ними был прямой участок трубопровода, равный 8—10D (D — диаметр трубопровода!). Установка скоростных счетчиков на трубопроводах часто производится без обводных линий, так как их повреждение не вызывает прекращения подачи жидкости у счетчиков с аксиальным подводом жидкости и подъемом и опусканием вертушки у счетчиков с тангенциальным подводом жидкости.

Объемные счетчики

Принцип действия объемных счетчиков основан на непосредственном отмеривании объемов измеряемой среды с помощью мерных камер известного объема и подсчета числа порций, прошедших через счетчик. Объемные счетчики подразделяют на опорожняющиеся и вытесняющие. Опорожняющиеся объемные счетчики имеют жесткие камеры, из которых измеряемая среда свободно вытекает. Счетчики этого типа непригодны для измерения количества газа. Простейшим объемным счетчиком с жесткой камерой является мерный бак или мерник. К этому же типу объемных счетчиков относятся барабанные и опрокидывающиеся счетчики. Вытесняющие объемные счетчики имеют мерные камеры с перемещающимися стенками, которые вытесняют измеряемую фазу, освобождая камеру для следующей порции.

Ролико-лопастные расходомеры

В корпусе расходомера вращается ротор с лопастями. Измерительная камера образована между корпусом с одной стороны и бочкой ротора с соседними лопастями – с другой. Измеряемая среда может протекать по расходомеру только с одной стороны ротора. Это обеспечивается с помощью роликов-замыкателей которые поочередно перекрывают путь обхода измерительной камеры. Расположение продольных осей отверстий каналов входа и выхода в плоскостях с осью вращения ротора значительно уменьшает динамические потери.

Синхронизация вращающихся элементов ролико-лопастной машины выполнена по средством зубчатого зацепления. Такая конструкция обеспечивает ролико-лопастной расходомер-счетчик жидкости и газа высокими метрологическими характеристиками. А именно ничтожной погрешностью и широким диапазоном измерения. Очень важной особенностью ролико-лопастной конструкции является отсутствие соприкасающихся частей внутри расходомера . Это обеспечивает не только отсутствие трения и шума, но и возможность работы с не смазывающими жидкостями такими как бензин, спирты и тп.. Отсутствие контакта между элементами прибора препятствует износу, тем самым обеспечивает высокую метрологическую надежность расходомера. Чувствительность расходомера ограничена лишь ничтожно малым сопротивлением подшипникового узла.

Ролико-лопастной расходомер.

Шестерёнчатые расходомеры

Овально-шестерёнчатый расходомер — это один из обычных типов расходомеров с непосредственным отсчетом, работа которого основана на принципе положительного накопления.

Схема овально-шестерёнчатого расходомера.

Внутри расходомера находятся две шестерни овальной формы или два ротора. Шестерни захватывают движущуюся среду, и среда заполняет пространство между этими шестернями и корпусом расходомера. Эти пространства часто называют камерами. Когда среда начинает свое движение по трубопроводу, она попадает в расходомер через входное отверстие. Попав в расходомер, поток среды оказывает давление на овальные шестерни и приводит их в движение. Каждому полному обороту (повороту на 360°) овальной шестерни соответствует некоторое определенное количество жидкости, газа или пара, захваченное и вытолкнутое шестернями в камеры, а затем покинутое расходомер через выходное отверстие.

При повышении скорости потока жидкости, газа или пара, количество оборотов овальных шестерен тоже повышается. Однако, независимо от скорости потока количество жидкости, газа или пара, захваченное овальными шестернями и сделавшее вместе с ними один оборот, всегда остается одинаковым. Поскольку количество захваченной и выведенной среды остается постоянным, определение параметра общего расхода может быть осуществлено посредством подсчета числа оборотов шестерён. Для подсчета числа оборотов шестерен с последующим показанием общего расхода в овально-шестеренчатых расходомерах установлен счетный механизм. К одной из овальных шестерен подсоединяется шпиндель. Вместе с каждым оборотом шестерни происходит один соответствующий ему оборот шпинделя. Шпиндель подсоединен к механизму, который считает количество полных оборотов шестерни.

Администратор сайта: Колосов Михаил
email:
Copyright © 2011-2021. All rights reserved.

Принцип действия расходомеров-счетчиков массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ основан на преобразовании частоты отрыва вихревой дорожки (дорожки Кармана), образующейся за установленным в потоке телом обтекания и измерении плотности жидкости при рабочих условиях плотномером 804 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 47933-11). Частота следования вихрей за телом обтекания, которая измеряется электронным блоком расходомеров-счетчиков массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ пропорциональна скорости и, следовательно, объемному расходу потока жидкости. Значение плотности измеряемой среды по цифровому интерфейсу USART поступает на электронный блок от плотномера 804. По результатам измерений объемного расхода и плотности при рабочих условиях расходомер-счетчик массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ определяет массовый расход жидкости.

Расходомеры-счетчики массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ состоят из проточной части и электронного блока.

Проточная часть представляет собой участок трубопровода, на котором смонтирован плотномер 804. В поперечном сечении проточной части расположено тело обтекания в сборе с чувствительным элементом дифференциального типа (сенсор).

Электронный блок соединен с проточной частью трубчатым кронштейном. Электронный блок включает в себя дифференциальный усилитель сигналов, фильтр и блок формирования выходных сигналов, жидкокристаллический индикатор. Электронный блок обеспечивает обработку сигнала от сенсора, плотномера 804 и формирует импульсный/частотный выходные электрические сигналы. Дополнительно имеется возможность отображения показаний на встроенном жидкокристаллическом индикаторе.

Расходомеры-счетчики массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ обеспечивают выполнение следующих функций:

— измерение массового расхода (массы), объемного расхода (объема) и плотности (при рабочих условиях) измеряемой среды;

— отображение результатов измерений на встроенном жидкокристаллическом индикаторе;

— передачу результатов измерений массового расхода (массы) и объемного расхода (объема) измеряемой среды в виде импульсных/частотных выходных электрических сигналов.

Общий вид расходомеров-счетчиков массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ представлен на рисунке 1.

Пломбировка расходомеров-счетчиков массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ осуществляется с помощью свинцовой (пластмассовой) пломбы и проволоки, пропущенной через специальные отверстия на фланцевых хомутах, в гайке стойки и в крышке электронного блока. Схема пломбировки от несанкционированного доступа расходомеров-счетчиков массового расхода и массы жидкости ЭРМАСС.НТ представлена на рисунке 2.

Время-импульсные ультразвуковые счетчики

Время-импульсный метод (или, по-другому, фазового сдвига) основан на измерении времени прохода сигнала против движения потока и по направлению перемещения жидкости. Для преобразования ультразвукового сигнала на трубопроводе устанавливают два или четыре смещенных вдоль движения воды пьезоэлемента. Как правило, применяются дисковые элементы, реже – кольцевые (на малых диаметрах).

Пьезоэлементы могут устанавливаться внутри потока (на внутренних стенках трубы или канала) или снаружи трубопровода (в этом случае сигнал проходит через наружную стенку). В зависимости от применяемых датчиков счётчики могут устанавливаться в самотечных системах (как открытых, так и закрытых), а также в полностью закрытых трубопроводах с избыточным давлением среды. Различают такие виды датчиков скорости:

• трубные – врезаются в водопровод с внешней стороны. Могут применяться в напорной и безнапорной среде;
• клиновидные – устанавливаются на дне или внутренней стенке трубы. Как правило, используются в безнапорных каналах либо в трубопроводах больших диаметров, если установка и обслуживание датчика снаружи неудобна;
• сферические или полусферические – монтируются на наклонных стенках открытых трапециевидных каналов;
• штанговые – имеют вид трубок, устанавливаются на вертикальных стенках каналов;
• накладные – бесконтактные датчики, ставятся на внешнюю поверхность трубопровода.

В зависимости от способа установки датчиков различают контактные и бесконтактные устройства. Преимущество бесконтактных переносных расходомеров в возможности устанавливать их на трубопроводы без нарушения целостности. Они достаточно редко устанавливаются стационарно, чаще используются для поверочных замеров в разных точках.

Время-импульсные расходомеры пригодны для нахождения расхода чистой воды или немного загрязненной (с незначительным включением взвешенных частиц). Их применяют в водоснабжении и водоотведении, в охлаждающих контурах, в ирригационных схемах орошения, на насосных напорных станциях, в открытых природных и искусственных каналах и реках. Применяются как для коммерческого, так и для технологического учета.

Ультразвуковые счетчики используются для определения объемного расхода и объема нефти и нефтепродуктов (в том числе мазутов) в напорных металлических и пластмассовых трубопроводах. Наиболее распространенным ультразвуковым счетчиком нефтепродуктов является расходомер-счетчик УРСВ-110, выпускаемый ЗАО «Взлет».

УРСВ-110 имеет врезные электроакустические преобразователи (ПЭА) и может выполнять измерения в различных условиях эксплуатации (в том числе во взрывоопасных зонах) при постоянном и переменном (реверсивном) направлении потока жидкости в трубопроводе. Расходомер-счетчик может комплектоваться первичными преобразователями расхода (ПП) с измерительным участком (ИУ) следующих исполнений: прямолинейный измерительный участок с врезными ПЭА, установленными по диаметру; прямолинейный измерительный участок с врезными ПЭА, установленными по хорде; U-образный измерительный участок (U-колено) с врезными ПЭА, установленными в торцах прямолинейного отрезка участка. Расходомер-счетчик выполняет измерение на одном трубопроводе и индикацию значений следующих параметров:

• среднего объемного расхода при любом направлении потока жидкости;
• объемов жидкости нарастающим итогом для каждого направления потока с указанием знака направления потока;
• объема жидкости нарастающим итогом, как суммы результатов измерения в обоих направлениях с учетом знака направления потока;
• скорости потока жидкости при любом направлении потока;
• текущей даты и времени;
• времени работы расходомера-счетчика при наличии нештатных ситуаций и времени останова при наличии отказов.
• Кроме того, расходомер-счетчик обеспечивает:
• работу в режиме дозирования объема;
• хранение в энергонезависимой памяти и вывод на устройство индикации: архивов измеренных значений объемов (часовых, суточных, месячных, заданном), архивов отказов и архива нештатных ситуаций;
• самодиагностику и контроль наличия нештатных ситуаций;
• вывод результатов измерения объема в виде импульсов с нормированным весом;
• вывод измерительной, диагностической, установочной и архивной информации через интерфейсы RS232 и RS485;
• возможность определения массового расхода и массы рабочей жидкости, дозирования по массе, автоматической коррекции установленных значений плотности и вязкости рабочей жидкости при изменении температуры и давления в трубопроводе.

Технические характеристики расходомера-счетчика УРСВ-110

Расходомеры для жидкостей и газов

Расходомеры жидкости и газа используют для измерения количества объемного или массового расхода жидких и газообразных сред. Эти приборы задействованы в пищевой и химической, нефтегазовой промышленности, в машиностроении.

Они должны обладать антикоррозийными свойствами, измерения должны быть максимально точными.

Мы реализуем устройства с высокими показателями чувствительности, способные реагировать даже на легкие движения потока среды.

Расходомеры обтекания к содержанию

Расходомеры обтекания, или расходомеры постоянного перепада давления, принцип действия которых основан на реагировании чувствительного элемента, помещённого в поток, на динамический напор протекающего по трубопроводу вещества.

Чувствительный элемент перемещается на величину служащую мерой расхода. Расходомеры обтекания включают составные части в форме обтекаемых тел в виде: поршня, поплавка, шара, диска. Величина перемещения или угла поворота обтекаемого тела является мерой расхода. Самые распространённые расходомеры обтекания—ротаметры, в которых при движении жидкости или газа по стеклянной конусной трубке со шкалой, снизу вверх перемещается поплавок, пока сила тяжести не уравновесится разностью давлений до и после поплавка.

Расход воды и жидкостей

Промышленный электромагнитный расходомер без дисплея — идеальное решение, когда нужны только импульсные или токовые сигналы от измерителя, а дисплейный блок не обязателен.

Электромагнитный расходомер МПР-380 мини разработан для измерения расхода жидкостей в трубопроводах малого диаметра: от 4 до 20 мм. Это экономичное решение для дозирующих установок и производственных станций, где важны простота эксплуатации и минимум технического обслуживания.

Дозирующий электромагнитный расходомер представляет собой комплексную интеллектуальную систему, объединяющую датчик расхода и дозатор.

Расходомеры для измерения объемного расхода потока жидкости

Выбираем расходомер жидкости/воды правильно!

Чтобы подобрать расходомер воды/жидкости, нужно проанализировать целый ряд факторов. Какая погрешность измерений допустима? Каковы характеристики среды, в которой будет работать прибор? Какой бюджет целесообразно выделять на его приобретение? Требования по сертификации…

Выбор расходомера жидкости — задача не их простых. Но с помощью наших советов Вы составите последовательный алгоритм обязательных действий, поймете, какой тип расходомера Вам нужен, и определите направление поиска.

Основные критерии выбора расходомера воды и жидкости:

• Физико-химические свойства измеряемой среды,
• Что нужно измерять: реверсивные потоки или массовый расход,
• Динамический диапазон измерения,
• Точность измерений, межповерочный интервал и возможность поверки без демонтажа расходомера,
• Эксплуатационные характеристики.

Определяем характеристики среды

Итак, к основным свойствам измеряемой жидкости относятся температура, вязкость, химический состав, наличие примесей, характер потоков, давление, количество направлений измерения.

В зависимости от физико-химических параметров жидкости потребуются различные методы измерения и конструктивное исполнение измерительного прибора. Например, электромагнитные расходомеры измеряют только в электропроводящих средах. Для работы с дистиллированной водой (электропроводность которой 5 мкСм/см и ниже) они не подходят. Расходомеры «Мераприбор» успешно проводят измерения в жидкостях с проводимостью от 20 мкСм/см (при более низкой — по согласованию с производителем).

В зависимости от конструктивного исполнения электромагнитные расходомеры жидкости могут работать в средах с температурой до +170 °С и давлением до 10 Мпа.

Заметим также, что надежность работы расходомера и достоверность показаний зависят от материала футеровки. Так как именно она определяет стойкость измерительной части к воздействию температур и коррозии.

Для футеровки электромагнитных расходомеров жидкости МПР применяются следующие материалы:

• PFA – устойчив к воздействию агрессивных сред и высоких температур (до +130 °С), подходит для больших диаметров (от DN 300)
• PTFE – так же отлично противостоит воздействию химикатов и высоких температур (до +150 °С)
• Жесткая резина – для использования в чистой воде без химикатов. Выдерживает воздействие шламовых сред с мелкими частицами. Максимальная температура среды +80 °С
• Мягкая резина – также для чистой воды с температурой до +80 °С, но устойчива к высокоабразивным средам
• Резина с пищевым сертификатом – специально испытана для питьевой воды, подходит для применения на пищевых производствах
• Керамика – довольно дорогой материал, устойчив к температуре до +170 °С

Динамический диапазон и точность измерений

Динамический диапазон измерений определяется соотношением минимального и максимального расхода, которые расходомер измеряет с заявленной точностью. Для нормальной работы расходомера необходимо обеспечить должную скорость движения измеряемой среды в трубопроводе. Расходомеры МПР измеряют расход жидкости при ее скорости в пределах 0,01-12 м/с. Наилучшие результаты измерений отмечаются при скорости 1-10 м/с.

Расход жидкости определяется исходя из номинального диаметра измерительной части расходомера и диаметра трубы, по которой движется жидкость. При этом скорость потока абразивных жидкостей при использовании электромагнитных расходомеров не должна превышать 2 м/с, а скорость потока чистых жидкостей рекомендована в пределах 2,5-3 м/с. Потоки сред, склонных к отложениям, наоборот, следует ускорить.

Ø Диаметр трубы в мм

Расход при v=0,3 м/c

Заводская v=2,5 м/c

Расход при v=10м/с

Выбирая тип измерителя, нужно иметь в виду, что расходомер может оказывать то или иное сопротивление движению жидкости. Наибольшее гидравлическое сопротивление создают вихревые приборы, наименьшее – электромагнитные.

Динамический диапазон завит также от давления и температуры среды. Точные минимальные и максимальные значения расходов для конкретного типоразмера расходомера вычисляются с помощью специальных программных средств, разработанных производителем.

Помните, что все приборы для коммерческого учета должны быть обязательно внесены в Государственный реестр средств измерений после прохождения испытаний, по результатам которых подтверждаются заявленные производителем метрологические характеристики.

Для снижения издержек на последующее метрологическое обслуживание (поверку) расходомеров воды и жидкостей при прочих равных условиях рекомендуется выбирать приборы с максимальным межповерочным интервалом. Например, расходомеры МПР имеют межповерочный интервал 4 года.

Эксплуатационные качества

Обычно каждая модель расходомера имеет несколько вариантов конструктивного исполнения, связанных со способом монтажа, типом интерфейса и наличием дополнительных сервисных функций. При установке расходомера нужно учитывать требования к участку трубопровода. Они определяются методом измерения и могут быть довольно жесткими. Например, для уменьшения турбулентности потока необходимы прямые участки до и после расходомера. Рекомендуемые значения их длин обычно указываются в руководстве по эксплуатации. Например, самых длинных прямых участков требуют вихревые расходомеры. Рекомендуемая минимальная длина прямых отрезков для электромагнитных расходомеров МПР кратна 3-5 внутренним диаметрам расходомера.

К трубопроводу расходомер жидкости крепится обычно с помощью фланцев, такое соединение обладает хорошей механической прочностью и герметичностью. Приобретая расходомер, стоит заказать у поставщика и комплект фланцев для трубопровода, а также уплотнительные прокладки. Не используйте в качестве уплотнителя нанесенную на торцы расходомера полимерную футеровку измерительной части — она может потрескаться и отслоиться. По этой же причине не рекомендуется устанавливать расходомеры с футерованной измерительной частью на всосе насосных установок.

Врезать фланцы будет гораздо проще с помощью специальной монтажной вставки — так называемой катушки. Использование катушки помогает избежать перекоса при установке ответных фланцев и гарантирует, что Вы не повредите чувствительную электронику датчика при электрической сварке. Поможет монтажная вставка избежать и механических повреждений измерительной части при промывке трубопровода. Катушку, как и фланцы, стоит добавить в комплект поставки.

Если Вы ищите пищевой расходомер, для применения в системах дозирования или пневматических системах с трубопроводами очень малого диаметра, крепить прибор нужно будет с помощью «молочных», т.е. накидных, гаек.

Для передачи измеренных значений на внешние устройства служат выходные интерфейсы:

• аналоговый,
• число-импульсный,
• частотный,
• цифровой (RS485 с протоколом Modbus).

Подключать электрические цепи датчика нужно в строгом соответствии с рекомендациями производителя.

Позаботьтесь и о защите расходомера жидкости от механических повреждений и воздействий окружающей среды. Для этого следует использовать защитные боксы, термочехлы, защитные козырьки. Их приобретение обойдется гораздо дешевле, чем расходы в случае поломки расходомера.

Купить расходомер воды и жидкостей

Какой бы расходомер жидкости Вы ни выбрали, на его надежность влияют:

• соответствие исполнения прибора характеристикам измеряемой среды и условиям эксплуатации;
• монтаж и электрическое подключение в соответствии с рекомендациями производителя;
• квалифицированное и своевременное техническое обслуживание.

Специалисты компании «МераПрибор» всегда помогут подобрать оптимальный расходомер воды и жидкости под Ваши задачи, установят, подключат и наладят оборудование. Наши сервисные инженеры постоянно на связи и готовы оказать Вам всестороннюю техническую поддержку, проконсультировать, обучить работе с оборудованием.