Выбор правильного расходомера

Расходомеры основаны на технологиях, использующих различные физические явления. Большинство технологий позволяют измерить объемный расход (т.е. объем вещества, проходящего через трубопровод за определенное время), но существуют также технологии, позволяющие измерить массовый расход (т.е. массу вещества, проходящего через трубопровод за единицу времени). Когда известны характеристики вещества (плотность и т.д…), объемный расход всегда возможно рассчитать исходя из массового, и наоборот, но лучше с самого начала определить интересующую информацию о расходе и подобрать соответствующую технологию.

Другим важным фактором при выборе технологии расходомера является природа проходящего вещества. В нижеследующей таблице представлены различные типы расходомеров и совместимые с ними вещества.

Также необходимо учитывать условия монтажа расходомера. Особенности трубопроводной сети (отводы, клапаны, сужение и т.д.) вызывают колебания в потоке вещества, и некоторые технологии измерения чувствительны к такого рода помехам. Во избежание ошибок измерения для каждой технологии определяется более или менее длинный прямой отрезок трубопровода перед расходомером для предотвращения искажений потока вещества. Длина прямого отрезка перед расходомером зависит от диаметра трубопровода. Например, 10-30 Ду означает, что длина прямого отрезка должна превышать внутренний диаметр трубопровода в 10-30 раз. Например, если диаметр трубопровода составляет 10 см, то длина прямого участка на входе расходомера должна быть от 100 до 300 см.

В нижеследующей таблице приведены приблизительные расчеты прямых участков на входе и распространенных диаметров труб для различных технологий:

Помимо этих параметров, выбор расходомера будет зависеть от температуры и давления измеряемой среды, желаемого диапазона измерения и выходного сигнала (прямое считывание, аналоговый или цифровой выход и т.д).

Диафрагменный расходомер производителя ROSEMOUNT

Если вам необходимо измерить объемный расход чистой жидкости или чистого газа, мы советуем вам использовать диафрагменный расходомер.

Принцип действия диафрагменного расходомера относительно прост: в поток помещается диск со сквозным отверстием (диафрагма); сужение, спровоцированное диафрагмой, приводит к перепаду давления. Разница давлений, измеряемая расходомером перед и за диафрагмой, позволяет определить объемный расход.

Диафрагменные расходомеры плохо переносят вещества с высоким содержанием твердых частиц, так как истирание, вызванное взвешенными частицами, приводит к эрозии отверстия, изменяя его форму и размер, и в итоге результаты измерения искажаются.

Диафрагменные расходомеры пользуются спросом за счет точности, а также по причине невысокой стоимости.

Для использования диафрагменного расходомера вам придется установить его на месте одного из отрезков водопровода.

Расходомер Вентури производителя Arthur Grillo

Расходомеры Вентури используются для измерения объемного расхода жидкости и газов — как чистых, так и загрязненных. Расходомеры данного типа измеряют разницу давлений, возникающую при прохождении вещества через трубку Вентури, причем эта разница пропорциональна расходу вещества.

Такие расходомеры обладают высокой точностью — порядка 0,5 %. Данная технология менее чувствительна к частицам, чем диафрагменные расходомеры, и поэтому больше подходит для загрязненных веществ.

Для использования расходомера Вентури вам придется установить его на месте одного из отрезков водопровода.

Шестеренчатый расходомер производителя KRACHT

Шестеренчатые расходомеры используются для измерения объемного потока жидких сред. В таких расходомерах жидкость течет между двумя овальными шестернями. Поскольку объем жидкости, проходящей при каждом обороте шестерен, не меняется, для определения объемного расхода достаточно посчитать количество оборотов за единицу времени. Благодаря прочной конструкции шестеренчатые расходомеры особенно подходят для жидкостей с высокой вязкостью.

Электромагнитный расходомер производителя LTH Electronics

Электромагнитные расходомеры используются для измерения потока электропроводных жидкостей, даже сильнозагрязненных и абразивных. Движение проводящей жидкости через магнитное поле создает напряжение, которое индуцируется и подается на электрод. Напряжение пропорционально скорости движения проводника, что позволяет очень точно рассчитать скорость потока. Эти расходомеры отличаются особой стойкостью и позволяют проводить измерения в агрессивных средах.

Электромагнитные расходомеры не имеют подвижной части, поэтому не требуют технического обслуживания, и имеют умеренную стоимость несмотря на высокую точность.

Турбинный расходомер производителя MEDENUS

Турбинные расходомеры используются для расчета расхода газов и жидкостей. Ротор турбины помещен вдоль оси трубы, в которой течет жидкость. Под действием протекания жидкости турбина приводится в движение, а скорость ее вращения пропорциональна скорости потока жидкости.

Эта технология отлично подходит для высоких скоростей потока; при низких скоростях потока турбина вращается слишком медленно, чтобы обеспечить точное измерение.

Такие расходомеры обладают высокой точностью и обеспечивают быстрый отклик при переменной скорости потока, не зависят от давления и температуры жидкости и могут работать при высоких давлениях и температурах.

Однако поскольку турбина является подвижной частью, то данные расходомеры требуют регулярного технического обслуживания.

Ультразвуковой расходомер производителя BLUE-WHITE

Ультразвуковые расходомеры используются для измерения расхода чистых, загрязненных, высокозагрязненных и даже вязких жидкостей, но не рекомендуются для жидкостей повышенной вязкости.

Принцип действия данных расходомеров относительно прост: два датчика попеременно посылают и принимают ультразвуковые импульсы через поток жидкости. Разница во времени прохождения сигнала в обоих направлениях прямо пропорциональна скорости потока, на основании которой можно рассчитать объемный расход.

Основным преимуществом ультразвуковых расходомеров является то, что датчики не нужно вставлять в измеряемое поле потока: их можно установить на резьбовые соединения или на внешнюю поверхность трубы, причем монтаж не требует сварных работ. Эта технология может быть использована для разовых измерений, монтаж датчиков происходит без остановки потока .

Тем не менее ультразвуковые расходомеры имеют высокую стоимость и не подходят для низких расходов.

Поплавковый расходомер изготовителя KOFLOC

Расходомеры переменного перепада давления используются для измерения объемного расхода чистых, загрязненных и вязких жидкостей, а также чистых газов. Однако мы не рекомендуем использовать эту технологию для жидкостей с повышенной вязкостью или высокозагрязненных жидкостей.

Расходомеры данного типа обязательно должны устанавливаться вертикально, так как жидкость движется в направлении снизу вверх, заставляя поплавок подниматься. Уровень, на котором останавливается поплавок, соответствует расходу и позволяет непосредственно считывать показания на градуированной шкале, напечатанной на прозрачных стенках трубки.

Эти весьма недорогие расходомеры обеспечивают только визуальное считывание показаний расхода (расходомер градуирован).

Вихревой расходомер изготовителя Bronkhorst

Принцип действия данного типа датчиков основан на явлении образования вихрей позади препятствия, наподобие вихрей, возникающих при обтекании ветром мостового пролета. В потоке среды устанавливается обтекаемое тело (препятствие). Образуются завихрения, которые, отрываясь от тела, уносятся потоком. Датчик давления обнаруживает импульс, произведенный в результате срыва завихрения. Количество вихрей и, следовательно, импульсов пропорционально скорости потока.

Вихревые расходомеры используются для измерения расхода жидкостей, газов и паров. Подобные расходомеры позволяют работать с загрязненными жидкостями, но в таком случае потребуется регулярное техническое обслуживание.

Данный тип расходомеров подходит для больших расходов; если расход слишком низкий, образование вихрей будет недостаточным, и чтение расхода будет либо невозможным, либо неточным.

Термально-массовый расходомер производителя Vögtlin

Термально-массовые расходомеры используются для непосредственного измерения массового расхода чистых жидкостей и чистых или загрязненных газов. Принцип действия термальных расходомеров относительно прост: нагретый датчик температуры охлаждается потоком измеряемой среды, при этом охлаждение пропорционально массовому расходу вещества.

Такие расходомеры имеют ряд преимуществ: непосредственно определяют массовый расход в независимости от температуры и давления вещества, не имеют подвижных частей (простота обслуживания), не создают сильных помех движению потока (незначительные потери давления) и, учитывая небольшой размер датчика, могут быть установлены в резьбовые соединения трубопровода.

Кориолисовый расходомер производителя YOKOGAWA

Кориолисовые расходомеры используются для измерения массового расхода вещества. Они могут использоваться практически для всех сред: жидкостей и чистых, загрязненных и высокозагрязненных газов. Тем не менее они не рекомендуются для вязких, проводящих или многофазных сред.

Расходомер Кориолиса состоит из прямой или U-образной трубы, оснащенной датчиками вибрации на входе и выходе из трубы. При прохождении через трубу вещество приводит ее в колебательное движение в направлении, перпендикулярном направлению потока. В результате возникает сила Кориолиса, которая приводит к сдвигу фаз в частоте колебаний. Этот сдвиг фаз, измеряемый с помощью двух сенсоров, пропорционален массовому расходу вещества, проходящего через трубу.

Преимущество расходомеров Кориолиса состоит в том, что они одновременно предоставляют три вида данных об измеряемой среде: массовый расход, плотность и температуру. Тем не менее, эта технология довольно дорогостоящая, и устройство имеет более крупный размер по сравнению с остальными.

Кориолисовые расходомеры обычно используются в фармацевтической промышленности, на водоочистных сооружениях, в ядерных установках, а также при измерении и транспортировке природного газа.

Что касается монтажа, расходомер Кориолиса устанавливается на месте одного из участков трубопровода.