Πώς και με ποιον τρόπο μετράται η ροή αερίου: μέθοδοι μέτρησης + επισκόπηση όλων των τύπων μετρητών ροής αερίου

Ο μετρητής ροής είναι μια συσκευή για τη μέτρηση του όγκου ή της ροής μάζας μιας ουσίας, συμπεριλαμβανομένων φυσικού αερίου, εύφλεκτων, διαβρωτικών αερίων, προϊόντων διαχωρισμού αέρα. Ο υπολογισμός των όγκων ροής σε βιομηχανικές επιχειρήσεις ή στην καθημερινή ζωή μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς τη συμμετοχή ειδικών.

Στη συνέχεια, θα σας πούμε πώς και σε ποιες ποσότητες μετράται το αέριο, θα παρέχουμε μια περιγραφή των οργάνων που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό και θα εξετάσουμε επίσης τις κύριες μεθόδους για τον προσδιορισμό της ροής αερίου.

Άμεση μέθοδος μέτρησης της κατανάλωσης αερίου

Ο όγκος του αερίου υπολογίζεται σε κυβικά μέτρα· άλλες μονάδες μάζας, όπως τόνοι ή κιλά, χρησιμοποιούνται λιγότερο συχνά, συνήθως για αέρια διεργασίας.

Η άμεση μέθοδος είναι η μόνη μέθοδος που παρέχει άμεση μέτρηση του όγκου του αερίου που διέρχεται.

Οι αδυναμίες των οργάνων που υπολογίζουν την ογκομετρική ή τη μαζική ροή μιας ουσίας περιλαμβάνουν:

1. Περιορισμένη απόδοση μετρητών ροής σε συνθήκες μολυσμένου αερίου.
2. Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα αστοχίας λόγω μερικής απόφραξης ροής ή πνευματικού σοκ.
3. Υψηλό κόστος περιστροφικών μετρητών σε σύγκριση με άλλες συσκευές.
4. Μεγάλες διαστάσεις συσκευών.

Τα πολυάριθμα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου υπερτερούν των αναφερόμενων μειονεκτημάτων, γι' αυτό και έχει γίνει πιο διαδεδομένη ως προς τον αριθμό των εγκατεστημένων μετρητών.

Χρησιμοποιώντας ένα ροόμετρο, μπορείτε να υπολογίσετε τον όγκο ή τη μάζα μιας ουσίας ανά μονάδα χρόνου. Η εγκατάσταση σε κεκλιμένο τμήμα του αγωγού θα μειώσει το σφάλμα μέτρησης

Αυτές περιλαμβάνουν την άμεση μέτρηση του όγκου του αερίου, την απουσία εξάρτησης από παραμορφώσεις στο γράφημα του ρυθμού ροής, τόσο στην είσοδο όσο και στην έξοδο, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση UUG. Το πλάτος εύρους είναι έως 1:100. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται συσκευές μεμβράνης και περιστροφικού τύπου. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε δωμάτια με εγκατεστημένους λέβητες παλμικού τύπου.

Έμμεσες μέθοδοι μέτρησης

Αυτές οι μέθοδοι περιλαμβάνουν τον υπολογισμό, για παράδειγμα, της ταχύτητας ροής μιας ουσίας μέσω μιας δεδομένης περιοχής διατομής. Για να επιτευχθούν τα πιο ακριβή αποτελέσματα, είναι απαραίτητο να εξισωθεί η ταχύτητα του αερίου.

Μέτρηση ροής αερίου με διαφορική πίεση

Μία από τις πιο κοινές και μελετημένες μεθόδους ροής αερίου, που βασίζεται στη χρήση μιας συσκευής περιορισμού, έχει πολλά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της απλότητας του μηχανισμού μετατροπέα ροής, η δράση του οποίου στοχεύει στη μέτρηση της πτώσης πίεσης της ουσίας που ρέει μέσω τοπικός περιορισμός στον αγωγό φυσικού αερίου. Δεν απαιτούνται υπολογισμοί μετρητής ροής περίπτερα.

Παρά την παρουσία μιας πλήρους επιστημονικής και τεχνικής βάσης, αυτή η μέθοδος μέτρησης έχει πολλά σημαντικά μειονεκτήματα - ένα μικρό εύρος μέτρησης, το οποίο, ακόμη και λαμβάνοντας υπόψη τους αισθητήρες πίεσης πολλαπλών εύρους, δεν υπερβαίνει την τιμή 1:10.

Οι τυπικές συσκευές κωνικότητας παράγονται χρησιμοποιώντας ειδική τεχνολογία με υψηλές απαιτήσεις για τραχύτητα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε ομαλούς αγωγούς

Υδραυλική αντίσταση σε αγωγούς αερίου αυξήσει την ευαισθησία στο χρονοδιάγραμμα των αλλαγών σεμέση τιμή ταχύτητες κατά μήκος του βάθους ή του πλάτους της ροής στην είσοδο του διαφράγματος.Το μήκος των ευθύγραμμων τμημάτων μπροστά από τις συσκευές στένωσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 διαμέτρους DN της δομής του σωλήνα.

Μέθοδος υψηλής ταχύτητας για τον προσδιορισμό του κόστους

Για αυτή τη μέθοδο χρησιμοποιούνται μετατροπείς τύπου στροβίλου. Αυτές οι συσκευές έχουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως το μικρό μέγεθος και το βάρος, καθώς και μια προσιτή τιμή στην κατηγορία τους.

Αυτές οι συσκευές δεν είναι ευαίσθητες σε πνευματικά χτυπήματα. Το εύρος τιμών μέτρησης ροής είναι έως 1:30, το οποίο υπερβαίνει σημαντικά τον ίδιο δείκτη για τις συσκευές περιορισμού.

Ο μετατροπέας ροής στροβίλου TPR μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον με θερμοκρασίες από μείον 200 έως +200 °C, εάν η συσκευή έχει εγκατασταθεί για μη επιθετικά και μονοφασικά κρυογονικά υγρά. Για επιθετικά υγρά ο δείκτης θα είναι από μείον 60 έως +50 °C

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν ευαισθησία, αν και ασήμαντη, σε παραμορφώσεις ροής στην είσοδο και έξοδο της συσκευής, απόκλιση των αποτελεσμάτων μέτρησης των παλλόμενων ροών αερίου. Σε χαμηλούς ρυθμούς ροής, στην περιοχή από 8 έως 10 m³/h, οι μετρητές ροής δεν λειτουργούν.

Μέθοδος μέτρησης με υπερήχους

Η δημοτικότητα των ακουστικών μετρητών ροής, που μετρούν την ποσότητα του αερίου, ειδικά στην εμπορική λογιστική, έχει αυξηθεί με την ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής. Τα ακουστικά ροόμετρα δεν έχουν κινούμενα μέρη ή μέρη που προεξέχουν στη ροή, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την αξιοπιστία τους.

Η μέτρηση πραγματοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα τιμών λόγω της ικανότητας της συσκευής να λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα από την ενσωματωμένη πηγή ενέργειας. Οι οικιακές συσκευές δεν πληρούν όλες τις απαραίτητες απαιτήσεις, καθώς για να αποφευχθεί η επίδραση των στρεβλώσεων της ροής αερίου στα αποτελέσματα υπολογισμού, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιούνται αποκλειστικά μετρητές υπερήχων πολλαπλών δεσμών.

Ταξινόμηση ροόμετρων κατά αρχή λειτουργίας

Οι μετρητές ροής διαφέρουν σε διάφορες παραμέτρους, όπως η πίεση, ο τύπος του αερίου που χρησιμοποιείται και οι συνθήκες θερμοκρασίας. Η συσκευή πρέπει να επιλέγεται ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης, καθώς και τις εργασίες που έχουν ανατεθεί.

Τα όργανα μέτρησης αποτελούνται από μέρη όπως ένα μορφοτροπέα υπεύθυνο για τη διαφορική πίεση, ένα συνδετικό στοιχείο και ένα μανόμετρο.

Τύπος #1 - inkjet αυτογεννήτρια μετρητές ροής

Αυτός ο τύπος μετρητή ροής, σχεδιασμένος επίσης για τη μέτρηση της ροής φυσικού αερίου, έχει πολλά διακριτικά χαρακτηριστικά. Η συσκευή καλύπτεται από αρνητική ανάδραση· η συχνότητα των συνδέσεων πίδακα εξαρτάται από τη ροή αερίου.

Μετρητές που παράγονται με βάση μετρητές ροής εκτόξευσης χρησιμοποιούνται για εμπορική λογιστική χωρίς προκαταρκτική εξέταση.

1 — στοιχείο πίδακα. 2 και 3 - μετατροπείς. 4 - συσκευή απομόνωσης σήματος. 5 — ακροφύσιο ισχύος. 6 - θάλαμος εργασίας. 7 και 8 — τοιχώματα του θαλάμου εργασίας. 9 - διαχωριστικό? 10 και 11 — ακροφύσια ελέγχου. 12 και 13 — κανάλια λήψης. 14 και 15 - κανάλια αποστράγγισης. 16 και 17 — κανάλια ανατροφοδότησης. 18 — διαστολή του ακροφυσίου ισχύος. 19 — προεξοχή στο ακροφύσιο ισχύος

Μετρητής ροής πίδακα αυτογεννήτρια ο τύπος είναι επιρρεπής σε απόφραξη· στα μειονεκτήματά του περιλαμβάνεται επίσης η αστάθεια του ποσοστού μετατροπής.

Αυτές οι συσκευές έχουν παρόμοια μειονεκτήματα με τις συσκευές vortex:

• εξάρτηση από παραμόρφωση του γραφήματος ταχύτητας, υπό τον όρο ότι χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με συσκευές στένωσης·
• Οι μαζικές απώλειες πίεσης είναι μη αναστρέψιμες.
• το κύριο μέρος του μετρητή ροής έχει τεράστιες διαστάσεις.
• σημαντική αστάθεια του ποσοστού μετατροπής.

Πλεονεκτήματα αυτογεννήτρια τα ροόμετρα δεν διαφέρουν από μια συσκευή vortex, εκτός από την ικανότητα εργασίας με μολυσμένα αέρια.Αυτοί οι μετρητές ροής δεν έχουν βρει ευρεία πρακτική χρήση στην εμπορική λογιστική.

Τύπος #2 - ροόμετρο-μετρητές δίνης

Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα των συσκευών, όπως η ακρίβεια των μετρήσεων, η έλλειψη ευαισθησίας στη βρωμιά και τα πνευματικά χτυπήματα, η ευκολία στη λειτουργία και η συσκευή επίσης δεν έχει κινούμενα μέρη.

Οι συσκευές μπορούν να αντέξουν τις πιο δύσκολες εξωτερικές συνθήκες, η ακρίβεια των ενδείξεων είναι εγγυημένη σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος έως και 500 βαθμούς Κελσίου, το μέγιστο επίπεδο πίεσης είναι 30 MPa

Υπάρχουν επίσης γνωστά σημαντικά μειονεκτήματα της χρήσης αυτού του τύπου ροόμετρων - αυξημένη ευαισθησία σε μηχανικούς κραδασμούς, απώλεια πίεσης. Διάμετρος σωλήνα πρέπει να είναι στην περιοχή των 15-30 cm.

Τύπος #3 - μετρητές ροής υπερήχων

Η συσκευή, γνωστή και ως ακουστική συσκευή, έχει πολλά αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα:

• έλλειψη υδραυλικής αντίστασης.
• η συσκευή δεν έχει κινούμενα μέρη, γεγονός που ενισχύει την αξιοπιστία της.
• αυξημένη αντοχή του μηχανισμού.
• γρήγορη δράση.

Αυτός ο τύπος μετρητή ροής βασίζεται στον προσδιορισμό της διαφοράς στο χρόνο διαδρομής του σήματος.

Η λειτουργία των μετρητών ροής υπερήχων είναι ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία, την πίεση περιβάλλοντος, το ιξώδες και την ηλεκτρική αγωγιμότητα, γεγονός που εγγυάται την ακρίβεια των δεδομένων που λαμβάνονται

Οι αισθητήρες υπερήχων, που βρίσκονται διαγώνια σε σχέση μεταξύ τους, εκτελούν τις λειτουργίες ενός δέκτη και του πομπού. Η χρήση πολλαπλών καναλιών αντισταθμίζει την παραμόρφωση του προφίλ ροής.

Τύπος #4 - μετρητές ροής τυμπάνου

Αυτή η κατηγορία συσκευών χρησιμοποιείται, κατά κανόνα, για εργαστηριακή έρευνα. Η πίεση που δημιουργείται κατά την περιστροφή του τυμπάνου προκαλεί την πλήρωση των τμημάτων με αέριο και στη συνέχεια το άδειασμα.

Για την πλήρη λειτουργία των μηχανισμών μέτρησης τυμπάνων (χωρίς γεννήτρια παλμών), δεν απαιτείται σταθερή πηγή ισχύος, κάτι που είναι το αναμφισβήτητο πλεονέκτημά τους.

Ο αριθμός των στροφών του τυμπάνου είναι ανάλογος με τις κυβικές μονάδες αερίου, ο δείκτης μεταδίδεται στον επιλογέα της δομής μέτρησης. Τα ροόμετρα τυμπάνου έχουν υψηλή ακρίβεια μέτρησης.

Τύπος #5 - μετεώριση συσκευές

Το κινούμενο μέρος της συσκευής στροφόμετρου περιστρέφεται σε ρουλεμάν, η ταχύτητα είναι ίση με την ογκομετρική ροή αερίου. Η ταχύτητα της κυκλικής κίνησης μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα χρησιμοποιώντας έναν δευτερεύοντα μετατροπέα, τα αποτελέσματα αντικατοπτρίζονται στον δείκτη.

Οι συσκευές μέτρησης αιώρησης λειτουργούν σε συνθήκες από -30 έως +50 βαθμούς Κελσίου, το σφάλμα τιμών είναι στην περιοχή ± 1,5%

Μετεώριση Οι συσκευές είναι σε ζήτηση για εμπορική μέτρηση της κατανάλωσης φυσικού αερίου, τόσο για οικιακούς όσο και για κοινοτικούς σκοπούς.

Τύπος #6 - μετρητές μεμβράνης

Ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την κατασκευή μιας από τις πιο κοινές συσκευές μέτρησης αερίου εκδόθηκε το δεύτερο μισό του δέκατου ένατου αιώνα στην Αγγλία.

Η αρχή λειτουργίας ενός μηχανικού ροόμετρου βασίζεται στην αλλαγή της θέσης των μεμβρανών του κινητού θαλάμου τη στιγμή της εισόδου αερίου. Εναλλασσόμενη κίνηση εμφανίζεται κατά την είσοδο και έξοδο της ουσίας.

Ένας μετρητής ροής αερίου τύπου μεμβράνης μπορεί να αποτελείται από 2 ή 4 θαλάμους, ανάλογα με τον όγκο της ουσίας που μετράται και τον σχεδιασμό

Η συσκευή μέτρησης κινείται από ένα σύστημα κιβωτίων ταχυτήτων και μοχλών. Οι μηχανισμοί έχουν ένα ευρύ φάσμα τιμών μέτρησης - έως 1:100.

Τύπος #7 - περιστροφικές συσκευές

Σε μια συσκευή μηχανικού τύπου, δύο ρότορες βρίσκονται στον θάλαμο μέτρησης, οι οποίοι αρχίζουν να κινούνται υπό την πίεση της ουσίας.Τα περιστρεφόμενα μέρη βρίσκονται σε ορθή γωνία μεταξύ τους, η αρχική τους θέση είναι σταθερή χρησιμοποιώντας τροχούς συγχρονισμού.

Η ποσότητα του αερίου είναι ανάλογη με τον αριθμό των στροφών των δρομέων. Με τη βοήθεια μαγνητικού συνδέσμου και κιβωτίου ταχυτήτων, η περιστροφή του ρότορα μεταδίδεται σε μια συσκευή μέτρησης, η οποία είναι υπεύθυνη για τη συσσώρευση του όγκου της ουσίας που διέρχεται.

Ο περιστροφικός μετρητής ροής έχει υψηλή απόδοση και χρησιμοποιείται σε επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, επιχειρήσεις κατανάλωσης αερίου μεσαίου και μικρού όγκου

Τα κύρια πλεονεκτήματα των περιστροφικών μετρητών ροής περιλαμβάνουν την υψηλή ακρίβεια μέτρησης, τη συμπαγή διάταξη της συσκευής και ένα ευρύ φάσμα μετρήσεων ροής. Μεταξύ των μειονεκτημάτων είναι ο θόρυβος του μηχανισμού, το υψηλό κόστος του και η ευαισθησία σε εξωτερικούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της ρύπανσης.

Τύπος #8 - μετρητές ροής στροβίλου

Η συσκευή μηχανικού τύπου έχει σχήμα τεμαχίου σωλήνα· μέσα στο ροόμετρο υπάρχει στρόβιλος με άξονα και κινούμενα στηρίγματα. Η συσκευή ισχύος κινείται λόγω της διέλευσης της ουσίας από τον θάλαμο μέτρησης.

Η ταχύτητα κίνησης του μηχανισμού είναι ίση με την ταχύτητα ροής και την κατανάλωση αερίου. Ο συσσωρευμένος όγκος αντανακλάται στον μηχανισμό μέτρησης · ​​η μετάδοση σε αυτόν πραγματοποιείται μηχανικά χρησιμοποιώντας κιβώτιο ταχυτήτων ή σύστημα ταχυτήτων.

Ο μετρητής στροβίλου μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο με καθαρές προωθητικές ουσίες - αέριο, υγρό ή ατμό σε εναιώρηση, υπό την προϋπόθεση ότι δεν περιέχουν στερεά σωματίδια

Εκτός από αυτές που αναφέρονται, υπάρχουν και άλλες συσκευές, οι οποίες όμως χρησιμοποιούνται, κατά κανόνα, στην επιστημονική έρευνα. Πρακτικά δεν εμπλέκονται στον εμπορικό τομέα.

Συνιστούμε επίσης να διαβάσετε το άλλο άρθρο μας, όπου μιλήσαμε λεπτομερώς για το πώς να επιλέξετε έναν μετρητή αερίου για το σπίτι σας. Περισσότερες λεπτομέρειες - μεταβείτε στο Σύνδεσμος.

Όργανα μέτρησης ποσοτήτων αερίου

Οι συσκευές μέτρησης της ροής αερίου χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες με βάση τη μέθοδο υπολογισμού. Οι ταχύτητες χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του ογκομετρικού αριθμού του υπό μελέτη μέσου. Αυτές οι συσκευές δεν διαθέτουν θαλάμους μέτρησης. Το ευαίσθητο κομμάτι είναι στροφείο (εφαπτομενική ή αξονική), η οποία οδηγείται σε περιστροφή από τη ροή της ύλης.

Οι ογκομετρητές εξαρτώνται λιγότερο από τον τύπο του προϊόντος. Στα μειονεκτήματά τους περιλαμβάνονται η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού, η υψηλή τιμή και οι εντυπωσιακές διαστάσεις. Η συσκευή αποτελείται από πολλούς θαλάμους μέτρησης και έχει πιο περίπλοκο σχεδιασμό. Αυτός ο τύπος συσκευών χωρίζεται σε διάφορους τύπους - έμβολο, λεπίδα, γρανάζι.

Μια άλλη ταξινόμηση των μετρητών ποσότητας αερίου είναι γνωστή, η οποία περιλαμβάνει τρεις τύπους συσκευών: περιστροφικό, τύμπανο και βαλβίδα.

Οι περιστροφικοί μετρητές έχουν υψηλή απόδοση. Η δράση τους βασίζεται στον υπολογισμό του αριθμού στροφών των λεπίδων μέσα στη συσκευή, ο δείκτης αντιστοιχεί στον όγκο του αερίου. Τα κύρια πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν ανθεκτικότητα, ανεξαρτησία από την ηλεκτρική ενέργεια και αυξημένη αντοχή σε βραχυπρόθεσμες υπερφορτώσεις.

Οι μετρητές αερίου τύπου τυμπάνου λειτουργούν με την αρχή της μετατόπισης. Οι δείκτες διόρθωσης όπως η θερμοκρασία, η σύνθεση αερίου και τα επίπεδα υγρασίας δεν λαμβάνονται υπόψη

Οι μετρητές τυμπάνων αποτελούνται από ένα περίβλημα, έναν μηχανισμό μέτρησης και ένα τύμπανο με θαλάμους μέτρησης. Η αρχή λειτουργίας της συσκευής για τη μέτρηση της κατανάλωσης αερίου είναι ο προσδιορισμός του αριθμού στροφών του τυμπάνου, το οποίο περιστρέφεται λόγω της διαφοράς πίεσης. Παρά την ακρίβεια των υπολογισμών, αυτός ο τύπος οργάνου δεν έχει βρει ευρεία χρήση λόγω του ογκώδους μεγέθους του.

Η αρχή λειτουργίας του τελευταίου τύπου μετρητών, που είναι γνωστοί ως μετρητές βαλβίδων, βασίζεται στην κίνηση ενός κινητού χωρίσματος, το οποίο επηρεάζεται από μια διαφορά πίεσης μιας ουσίας. Η συσκευή αποτελείται από πολλά μέρη - έναν μηχανισμό μέτρησης και διανομής αερίου, καθώς και ένα περίβλημα. Έχει μεγάλες διαστάσεις, επομένως χρησιμοποιείται κυρίως στην καθημερινή ζωή.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Το πώς λειτουργούν τα ροόμετρα αερίου vortex θα συζητηθεί στο παρακάτω βίντεο:

Η μέτρηση της ροής αερίου είναι ένα από τα βασικά καθήκοντα στην παραγωγή. Η αγορά των μετρητών ροής προσφέρει έναν τεράστιο αριθμό συσκευών με διαφορετικά σχέδια και αρχές λειτουργίας που είναι επίσης κατάλληλες για οικιακές ανάγκες. Με τη βοήθειά τους, μπορείτε να προσδιορίσετε σχεδόν οποιαδήποτε ποσότητα υγρού ή αερίου, χωρίς την ανάγκη ειδικής τυπικής εγκατάστασης βαθμονόμησης.

Μπορείτε να συμπληρώσετε το υλικό μας με ενδιαφέρουσες πληροφορίες σχετικά με το θέμα του άρθρου, να κάνετε ερωτήσεις ή να συμμετάσχετε στη συζήτηση. Αφήστε τα σχόλιά σας στο παρακάτω μπλοκ.