Merilnik pretoka je naprava za merjenje volumetričnega ali masnega pretoka snovi, vključno z zemeljskim plinom, gorljivimi, agresivnimi plini, produkti ločevanja zraka. Izračun količine pretoka v industrijskih podjetjih ali doma se lahko izvede brez sodelovanja strokovnjakov.
Nato bomo opisali, kako in v kakšnem merjenem plinu bomo podali opis naprav, ki se uporabljajo v ta namen, ter razmislili o glavnih metodah za določanje pretoka plina.
Neposredna metoda merjenja porabe plina
Količina plina se izračuna v kubičnih metrih, druge masne enote se redkeje uporabljajo, na primer tone ali kilograme, običajno za procesne pline.
Neposredna metoda je edina metoda, ki omogoča neposredno merjenje prostornine plina, ki gre skozi.
Slabosti naprav, ki izračunajo volumski ali masni pretok snovi, vključujejo:
- Omejena uporabnost merilnikov pretoka v onesnaženem plinskem okolju.
- Obstaja velika verjetnost poškodbe zaradi delne zapore pretoka ali pnevmatskega šoka.
- Visoki stroški vrtljivih števcev v primerjavi z drugimi napravami.
- Velike dimenzije naprav.
Številne prednosti tega načina prekrivajo naštete pomanjkljivosti, zaradi česar je dobil tudi največjo distribucijo glede na število nameščenih števcev.
S pomočjo merilnika pretoka lahko izračunate prostornino ali maso snovi na enoto časa. Namestitev na nagnjenem delu cevovoda bo zmanjšala napako pri meritvah
Med njimi je neposredno merjenje prostornine plina, odsotnost odvisnosti od izkrivljanja grafa hitrosti pretoka, tako na vstopu kot na izhodu, kar omogoča zmanjšanje CCG. Širina območja je do 1: 100. V ta namen se uporabljajo membranske in vrtljive naprave. Uporabljamo jih lahko v prostorih z nameščenimi kotli impulznega tipa.
Posredne metode merjenja
Te metode vključujejo na primer izračun pretoka snovi skozi določeno površino preseka. Za doseganje najbolj natančnih rezultatov je potrebno izenačiti hitrost plina.
Merjenje pretoka diferencialnega tlaka
Ena najpogostejših in preučenih metod pretoka plina, ki temelji na uporabi stiskalne naprave, ima več prednosti, med drugim preprostost mehanizma pretvornika pretoka, katerega delovanje je usmerjeno v merjenje padca tlaka snovi, ki teče skozi lokalno zožitev v plinovodu. Za izvajanje izračunov merilniki pretoka niso potrebni.
Kljub razpoložljivosti popolne znanstvene in tehnične osnove ima ta metoda merjenja več pomembnih pomanjkljivosti - majhen merilni razpon, ki celo ob upoštevanju večmejnih tlačnih senzorjev ne presega vrednosti 1:10.
Standardne zožitvene naprave se izdelujejo po posebni tehnologiji z visokimi zahtevami za hrapavost. Njihova uporaba je dovoljena izključno na gladkih cevovodih.
Hidravlični upori v plinovodih povečajo občutljivost na grafu sprememb povprečnih hitrosti vzdolž globine ali širine toka na vhodu v membrano. Dolžina ravnih odsekov pred zožitvenimi napravami mora biti vsaj 10 premerov strukture cevi.
Način hitrega obračunavanja stroškov
Za to metodo se uporabljajo turbinski pretvorniki.Te naprave imajo več prednosti, vključno z majhnimi dimenzijami in težo, dostopno ceno v svoji kategoriji.
Te naprave niso občutljive na pnevmatski šok. Obseg vrednosti merjenja pretoka je do 1:30, kar znatno presega isti indikator za zoževalne naprave.
Dajalnik pretoka turbine se lahko uporablja v okolju pri temperaturi od minus 200 do +200 ° C, če je naprava nameščena za neagresivne in enofazne kriogene tekočine. Za agresivne tekočine bo indikator od minus 60 do +50 ° C
Pomanjkljivosti vključujejo občutljivost, čeprav nepomembno, za izkrivljanje toka na vstopu in izstopu naprave, odstopanje merilnih rezultatov pulzirajočih pretokov plina. Z nizkimi stroški, v razponu od 8 do 10 m3/ h, merilniki pretoka ne delujejo.
Ultrazvočna metoda merjenja
Priljubljenost akustičnih merilnikov pretoka, ki merijo količino plina, zlasti v komercialnem računovodstvu se je z razvojem mikroelektronike povečala. V akustičnih merilcih pretoka ni gibljivih delov in delov, ki štrlijo v tok, kar znatno poveča njihovo zanesljivost.
Meritev se izvaja v širokem razponu vrednosti zaradi sposobnosti naprave, da deluje dlje časa od vgrajenega vira napajanja. Domače naprave ne izpolnjujejo vseh potrebnih zahtev, saj je za preprečitev vpliva izkrivljanja pretoka plina na rezultate izračuna potrebno uporabljati izključno več-žarka ultrazvočne merilnike pretoka.
Razvrstitev merilnikov pretoka po načelu delovanja
Merilniki pretoka se razlikujejo na več načinov, vključno s tlakom, vrsto uporabljenega plina in temperaturnimi pogoji. Izberite napravo glede na pogoje uporabe in naloge.
Merilni inštrumenti so sestavljeni iz takšnih delov kot so pretvornik, ki je odgovoren za padec tlaka, povezovalni element in manometer.
Tip # 1 - Merilniki pretoka s črnilnim generatorjem
Ta merilnik pretoka, ki je zasnovan tudi za merjenje pretoka zemeljskega plina, ima več značilnosti. Napravo zajemajo negativne povratne informacije, pogostost priključkov curka je odvisna od pretoka plina.
Števci, izdani na podlagi merilnikov pretoka, se uporabljajo za komercialno računovodstvo brez predhodnega pregleda.
1 - brizgalni element; 2 in 3 - pretvorniki; 4 - naprava za črpanje signala; 5 - napajalna šoba; 6 - delovna komora; 7 in 8 - stene delovne komore; 9 - separator; 10 in 11 - krmilne šobe; 12 in 13 - sprejemni kanali; 14 in 15 - odtočni kanali; 16 in 17 - povratni kanali; 18 - razširitev priključne šobe; 19 - izboklina na priključni šobi
Pretočni merilnik curka, ki se ustvarja sam, je nagnjen k zamašitvi, med njegovimi pomanjkljivostmi je tudi nestabilnost pretvorbe.
Te naprave imajo podobne slabosti kot vrtinčne naprave:
- Odvisnost od popačenja grafa hitrosti, pod pogojem, da se uporablja v povezavi z zožilnimi instrumenti;
- velike izgube tlaka so nepopravljive;
- glavni del merilnika pretoka ima ogromne dimenzije;
- Pomembna volatilnost menjalne stopnje.
Prednosti merilnika pretoka s samostojnim generatorjem se ne razlikujejo od vrtinčne naprave, z izjemo sposobnosti dela z onesnaženimi plini. Ti merilniki pretoka niso našli široke praktične uporabe v komercialnem računovodstvu.
Tip # 2 - Vortex merilniki pretoka
Naprave je več jakosti, med njimi natančnost meritev, pomanjkanje občutljivosti na umazanijo in pnevmatski šok, enostavnost delovanja, napravi primanjkuje tudi gibljivih delov.
Naprave prenesejo najtežje zunanje pogoje, natančnost indikatorjev je zagotovljena pri temperaturi okolice do 500 stopinj Celzija, najvišja raven tlaka je 30 MPa
Znane so tudi pomembne pomanjkljivosti uporabe tovrstnih merilnikov pretoka - povečana občutljivost na mehanske vibracije, zmanjšanje tlaka. Premer cevi mora biti v območju 15-30 cm.
Tip # 3 - Ultrazvočni merilniki pretoka
Naprava, znana tudi kot akustična, ima več nespornih prednosti:
- pomanjkanje hidravličnega upora;
- v napravi ni premičnih delov, kar povečuje njeno zanesljivost;
- povečana trdnost mehanizma;
- hitro ukrepanje.
Ta merilnik pretoka temelji na določitvi razlike v času potovanja signala.
Delovanje ultrazvočnih merilnikov pretoka je neodvisno od temperature, zunanjega tlaka, viskoznosti in električne prevodnosti, kar zagotavlja natančnost podatkov
Ultrazvočni senzorji, ki se nahajajo diagonalno med seboj, služijo kot sprejemnik in oddajnik. Uporaba več kanalov kompenzira deformacijo profila pretoka.
Tip # 4 - Bobni merilniki pretoka
Ta kategorija naprav se praviloma uporablja za laboratorijske raziskave. Tlak, ki nastane med vrtenjem bobna, vodi do polnjenja odseka s plinom in njihovega nadaljnjega praznjenja.
Za popolno delovanje mehanizmov za štetje bobnov (brez generatorja impulzov) konstantno napajanje ni potrebno, kar je njihova nesporna prednost
Število vrtljajev bobna je sorazmerno kubičnim enotam plina, indikator se prenaša na številčnico številske zasnove. Merilniki pretoka bobnov imajo visoko natančnost merjenja.
Tip 5 - Levitacijske naprave
Premični del tahometrične naprave se vrti v ležajih, hitrost je enaka volumetričnemu pretoku plina. Pretvoritev hitrosti krožnega gibanja v električni signal se izvede s pomočjo sekundarnega pretvornika, rezultati se odražajo na indikatorju.
Naprave za merjenje levitacije delujejo v pogojih od -30 do +50 stopinj Celzija, napaka vrednosti je v območju ± 1,5%
Naprave za levitacijo so povpraševane pri komercialnem merjenju porabe zemeljskega plina, tako za gospodinjske kot komunalne namene.
Tip # 6 - Membranski števci
V Angliji je bila v drugi polovici devetnajstega stoletja v drugi polovici devetnajstega stoletja odobrena patent za izdelavo ene najpogostejših merilnih naprav za merjenje plina.
Načelo delovanja mehanskega merilnika pretoka temelji na spremembi položaja membran pomične komore ob vstopu plina. Med vstopom in izstopom snovi se izvajajo izmenična gibanja.
Merilnik pretoka plina z membrano je lahko sestavljen iz 2 ali 4 komore, odvisno od količine izmerjene snovi in oblike
Obračunska naprava poganja zobniški sistem in ročice. Mehanizmi imajo širok razpon vrednosti za meritve - do 1: 100.
Tip # 7 - Rotacijski aparati
V napravi mehanskega tipa sta v merilni komori nameščena dva rotorja, ki se začneta premikati pod pritiskom snovi. Vrtljivi deli so nameščeni pod pravim kotom drug na drugega, njihova začetna lokacija je pritrjena s pomočjo sinhronizatorskih koles.
Količina plina je sorazmerna s številom vrtljajev rotorjev. S pomočjo magnetne sklopke in zobnika se vrtenje rotorja prenese na štetje, ki je odgovorno za kopičenje volumna snovi, ki se odda.
Rotacijski merilnik pretoka ima veliko kapaciteto, uporablja se pri komunalnih napravah, srednjih in majhnih količinah porabe plina
Glavne prednosti vrtljivih merilnikov pretoka vključujejo visoko merilno natančnost, kompaktnost naprave, širok razpon meritev pretoka. Med pomanjkljivostmi so hrup mehanizma, njegovi visoki stroški, občutljivost na zunanje dejavnike, vključno z onesnaženjem.
Tip # 8 - Merilniki pretoka turbine
Naprava mehanskega tipa je v obliki cevi, v notranjosti merilnika pretoka je postavljena turbina z gredjo in premikajočimi se ležaji. Napajalna naprava se premika zaradi snovi, ki prehaja skozi merilno komoro.
Hitrost mehanizma je enaka pretoku in pretoku plina. Akumulirana prostornina se odraža v številskem mehanizmu, prenos nanj se izvaja mehansko s pomočjo menjalnika, zobnika.
Turbinski števec se lahko uporablja samo s čistimi pogonskimi gorivi - plinom, tekočino ali paro v suspenziji, če ne vsebujejo trdnih delcev
Poleg naštetega obstajajo še druge naprave, ki pa se jih praviloma uporablja pri znanstvenih raziskavah. V komercialni sferi praktično ne sodelujejo.
Priporočamo tudi, da preberete naš drugi članek, kjer smo se podrobno pogovorili o tem, kako izbrati števec za plin za dom. Več podrobnosti - sledite povezavi.
Naprave za merjenje količine plina
Naprave za merjenje pretoka plina po metodi izračuna so razdeljene v več kategorij. Hitre se uporabljajo za določitev količine prostornine preučenega medija. Te naprave nimajo merilnih komor. Občutljiv del je turbina (tangencialna ali osna), kar vodi v vrtenje toka snovi.
Volumetrični števci so manj odvisni od vrste izdelka. Njihove pomanjkljivosti vključujejo kompleksnost zasnove, visoko ceno in impresivne dimenzije. Naprava je sestavljena iz več merilnih komor, ima bolj zapleteno zasnovo. Ta vrsta naprav je razdeljena na več vrst - bat, rezilo, prestave.
Znana je še ena klasifikacija števcev za količino plina, ki vključuje tri vrste naprav: vrtljive, boben in ventile.
Rotacijski števci imajo visoko prepustnost. Njihovo delovanje temelji na izračunu števila vrtljajev rezil znotraj naprave, indikator ustreza volumnu plina. Njihove glavne prednosti vključujejo trajnost, neodvisnost od elektrike in povečano odpornost na kratkotrajne preobremenitve.
Bobni plinski števci delujejo na principu premika. Kazalniki popravka, kot so temperatura, sestava plina in stopnja vlažnosti, se ne upoštevajo
Bobni števci so sestavljeni iz ohišja, števnega mehanizma in bobna z merilnimi komorami. Načelo delovanja naprave za merjenje porabe plina je določitev števila vrtljajev bobna, ki se vrti zaradi razlike tlakov. Kljub natančnosti izračunov ta vrsta naprave zaradi obsežne velikosti ni našla široke uporabe.
Načelo delovanja slednjih števcev, imenovanih števci ventilov, temelji na gibanju premične predelne stene, na katero vpliva tlačna razlika snovi. Naprava je sestavljena iz več delov - mehanizma za štetje in distribucijo plina, pa tudi ohišja. Ima velike dimenzije, zato se uporablja predvsem v vsakdanjem življenju.
O tem, kako delujejo vrtinčni merilniki pretoka plina, bomo govorili v naslednjem videoposnetku:
Merjenje pretoka plina je ena ključnih nalog v proizvodnji. Na trgu merilnikov pretoka je na voljo ogromno naprav z različnimi zasnovi in načini delovanja, ki so primerne tudi za domače potrebe. Z njihovo pomočjo lahko določite skoraj katero koli količino tekočine ali plina, brez potrebe po namestitvi posebnega kalibracijskega modela.
Naše gradivo lahko dopolnite z zanimivimi informacijami o temi članka, postavite zanimiva vprašanja ali sodelujete v razpravi. Pustite svoje komentarje v spodnjem polju.