Как и по какъв начин се измерва газовият поток: методи за измерване + преглед на всички видове газови разходомери

Разходомерът е устройство за измерване на обемния или масовия поток на вещество, включително природен газ, запалими, корозивни газове, продукти за разделяне на въздуха. Изчисляването на обемите на потока в промишлени предприятия или в ежедневието може да се извърши без участието на специалисти.

След това ще ви кажем как и в какви количества се измерва газта, ще предоставим описание на инструментите, които се използват за тази цел, както и ще разгледаме основните методи за определяне на газовия поток.

Директен метод за измерване на разхода на газ

Обемът на газа се изчислява в кубични метри; други единици за маса, като тонове или килограми, се използват по-рядко, обикновено за технологични газове.

Директният метод е единственият метод, който осигурява директно измерване на обема на преминаващия газ.

Слабостите на инструментите, които изчисляват обемния или масовия поток на дадено вещество, включват:

1. Ограничена производителност на разходомери в условия на замърсен газ.
2. Има голяма вероятност от повреда поради частично запушване на потока или пневматичен удар.
3. Висока цена на ротационните броячи в сравнение с други устройства.
4. Големи размери на устройствата.

Многобройните предимства на този метод са повече от изброените недостатъци, поради което той е най-разпространен по отношение на броя на инсталираните измервателни уреди.

С помощта на разходомер можете да изчислите обема или масата на дадено вещество за единица време. Инсталирането върху наклонен участък от тръбопровода ще намали грешката при измерване

Те включват директно измерване на обема на газа, липса на зависимост от изкривявания в графиката на дебита, както на входа, така и на изхода, което позволява да се намали UUG. Ширината на диапазона е до 1:100. За тази цел се използват мембранни и ротационни устройства. Могат да се използват в помещения с монтирани импулсни котли.

Косвени методи за измерване

Тези методи включват изчисляване, например, на скоростта на потока на вещество през дадена площ на напречното сечение. За да получите най-точни резултати, е необходимо да изравните скоростта на газа.

Измерване на газов поток чрез диференциално налягане

Един от най-разпространените и изследвани методи за газов поток, базиран на използването на ограничително устройство, има няколко предимства, включително простотата на механизма на преобразувателя на потока, чието действие е насочено към измерване на спада на налягането на веществото, протичащо през локално ограничение в газопровода. Не са необходими изчисления разходомер стои.

Въпреки наличието на пълна научна и техническа база, този метод на измерване има няколко съществени недостатъка - малък обхват на измерване, който дори като се вземат предвид сензорите за налягане с много диапазони, не надвишава стойност от 1:10.

Стандартните конусни устройства се произвеждат по специална технология с високи изисквания за грапавост. Те могат да се използват само върху гладки тръбопроводи

Хидравлично съпротивление в газопроводи повишаване на чувствителността към графика на промените всредно аритметично скорости по дълбочината или ширината на потока на входа на диафрагмата.Дължината на правите участъци пред стесняващите устройства трябва да бъде най-малко 10 диаметъра DN на тръбната конструкция.

Високоскоростен метод за определяне на разходите

За този метод се използват преобразуватели от турбинен тип. Тези устройства имат няколко предимства, включително малък размер и тегло и достъпна цена в своята категория.

Тези устройства не са чувствителни към пневматични удари. Диапазонът на стойностите на измерване на потока е до 1:30, което значително надвишава същия показател за ограничителните устройства.

Турбинният преобразувател на потока TPR може да се използва в среда при температури от минус 200 до +200 °C, ако устройството е инсталирано за неагресивни и еднофазни криогенни течности. За агресивни течности индикаторът ще бъде от минус 60 до +50 °C

Недостатъците включват чувствителност, макар и незначителна, към изкривявания на потока на входа и изхода на устройството, отклонение на резултатите от измерването на пулсиращи газови потоци. При ниски дебити, в диапазона от 8 до 10 m³/ч, разходомерите са неработещи.

Ултразвуков метод за измерване

Популярността на акустичните разходомери, които измерват количеството газ, особено в търговското счетоводство, се увеличи с развитието на микроелектрониката. Акустичните разходомери нямат движещи се части или стърчащи в потока части, което значително повишава тяхната надеждност.

Измерването се извършва в широк диапазон от стойности поради способността на устройството да работи дълго време от вградения източник на захранване. Домашните устройства не отговарят на всички необходими изисквания, тъй като за да се избегне влиянието на изкривяванията на газовия поток върху резултатите от изчислението, е необходимо да се използват изключително многолъчеви ултразвукови разходомери.

Класификация на разходомери по принцип на действие

Разходомерите се различават по няколко параметъра, включително налягане, вид използван газ и температурни условия. Устройството трябва да бъде избрано в зависимост от условията на употреба, както и възложените задачи.

Измервателните уреди се състоят от части като преобразувател, отговарящ за диференциалното налягане, свързващ елемент и манометър.

Тип #1 - мастиленоструен самогенератор разходомери

Този тип разходомер, също предназначен за измерване на потока на природен газ, има няколко отличителни характеристики. Устройството е покрито с отрицателна обратна връзка; честотата на струйните връзки зависи от газовия поток.

Измервателните уреди, произведени на базата на струйни разходомери, се използват за търговско отчитане без предварителен преглед.

1 — реактивен елемент; 2 и 3 - преобразуватели; 4 - устройство за изолиране на сигнала; 5 — захранваща дюза; 6 - работна камера; 7 и 8 — стени на работната камера; 9 - сепаратор; 10 и 11 — контролни дюзи; 12 и 13 — приемни канали; 14 и 15 - дренажни канали; 16 и 17 — канали за обратна връзка; 18 — разширение на силовата дюза; 19 — перваза на силовата дюза

Струен разходомер самогенератор типът е податлив на запушване; неговите недостатъци включват също нестабилност на скоростта на преобразуване.

Тези устройства имат сходни недостатъци с вихровите устройства:

• зависимост от изкривяване на графиката на скоростта, при условие че се използва заедно с устройства за стесняване;
• масивните загуби на налягане са необратими;
• основната част на разходомера има огромни размери;
• значителна нестабилност на обменния курс.

Предимства самогенератор разходомерите не се различават от вихрово устройство, с изключение на способността да работят със замърсени газове.Тези разходомери не са намерили широко практическо приложение в търговското счетоводство.

Тип #2 - вихрови разходомери-броячи

Има няколко силни страни на устройствата, включително точността на измерванията, липсата на чувствителност към мръсотия и пневматични удари, лекотата на работа, а устройството също няма движещи се части.

Устройствата могат да издържат на най-трудните външни условия, точността на индикаторите е гарантирана при околна температура до 500 градуса по Целзий, максималното ниво на налягане е 30 MPa

Известни са и значителни недостатъци при използването на този тип разходомери - повишена чувствителност към механични вибрации, загуба на налягане. Диаметър на тръбата трябва да бъде в диапазона 15-30 cm.

Тип #3 - ултразвукови разходомери

Устройството, известно още като акустично устройство, има няколко неоспорими предимства:

• липса на хидравлично съпротивление;
• устройството няма движещи се части, което повишава неговата надеждност;
• повишена здравина на механизма;
• бързо действие.

Този тип разходомер се основава на определяне на разликата във времето за преминаване на сигнала.

Работата на ултразвуковите разходомери е независима от температура, околно налягане, вискозитет и електропроводимост, което гарантира точността на получените данни

Ултразвуковите сензори, разположени диагонално един спрямо друг, изпълняват функциите на приемник и излъчвател. Използването на множество канали компенсира деформацията на профила на потока.

Тип #4 - барабанни разходомери

Тази категория устройства се използва, като правило, за лабораторни изследвания. Налягането, генерирано по време на въртене на барабана, кара секциите да се пълнят с газ и впоследствие да се изпразват.

За пълното функциониране на механизмите за броене на барабани (без генератор на импулси) не е необходим постоянен източник на захранване, което е тяхното неоспоримо предимство.

Броят на оборотите на барабана е пропорционален на кубичните единици газ, индикаторът се предава на циферблата на структурата за броене. Барабанните разходомери имат висока точност на измерване.

Тип #5 - левитация устройства

Движещата се част на тахометъра се върти в лагери, скоростта е равна на обемния газов поток. Скоростта на кръговото движение се преобразува в електрически сигнал с помощта на вторичен преобразувател, резултатите се отразяват на индикатора.

Устройствата за измерване на левитация работят при условия от -30 до +50 градуса по Целзий, грешката на стойностите е в диапазона от ± 1,5%

Левитация Устройствата са търсени за търговско измерване на потреблението на природен газ, както за битови, така и за комунални цели.

Тип #6 - мембранни измервателни уреди

През втората половина на деветнадесети век в Англия е издаден патент за производството на едно от най-разпространените газомерни устройства.

Принципът на работа на механичния разходомер се основава на промяна на позицията на подвижните камерни мембрани в момента на влизане на газ. По време на входа и изхода на веществото възниква алтернативно движение.

Газовият разходомер от мембранен тип може да се състои от 2 или 4 камери, в зависимост от обема на измерваното вещество и конструкцията

Преброяващото устройство се задвижва от система от скоростни кутии и лостове. Механизмите имат широк диапазон на измерване на стойности - до 1:100.

Тип #7 - ротационни устройства

В устройство от механичен тип в измервателната камера са разположени два ротора, които започват да се движат под натиска на веществото.Въртящите се части са разположени под прав ъгъл една спрямо друга, първоначалното им местоположение е фиксирано с помощта на синхронизиращи колела.

Количеството газ е пропорционално на броя на оборотите на роторите. С помощта на магнитен съединител и скоростна кутия въртенето на ротора се предава на броещо устройство, което отговаря за натрупването на обема на преминалото вещество.

Ротационният разходомер има висок пропускателен капацитет и се използва в комунални услуги, предприятия със среден и малък обем на потребление на газ

Основните предимства на ротационните разходомери включват висока точност на измерване, компактност на устройството и широк диапазон от измервания на потока. Сред недостатъците са шумът на механизма, високата му цена и чувствителността към външни фактори, включително замърсяване.

Тип #8 - турбинни разходомери

Устройството от механичен тип има формата на парче тръба, вътре в разходомера има турбина с вал и подвижни опори. Силовото устройство се движи поради преминаването на веществото през измервателната камера.

Скоростта на движение на механизма е равна на скоростта на потока и консумацията на газ. Натрупаният обем се отразява върху броячния механизъм, предаването към него се извършва механично с помощта на скоростна кутия или скоростна система.

Турбинният измервател може да се използва само с чисти пропелантни вещества - газ, течност или пара в суспензия, при условие че не съдържат твърди частици

В допълнение към изброените има и други устройства, но те се използват като правило в научните изследвания. Те практически не участват в търговската сфера.

Също така препоръчваме да прочетете нашата друга статия, където говорихме подробно за това как да изберете газомер за вашия дом. Повече подробности - отидете на връзка.

Уреди за измерване на газови количества

Устройствата за измерване на газовия поток са разделени на няколко категории въз основа на метода на изчисление. Скоростните се използват за определяне на обемното число на изследваната среда. Тези устройства нямат измервателни камери. Чувствителната част е работно колело (тангенциален или аксиален), който се задвижва във въртене от потока на материята.

Обемните измервателни уреди са по-малко зависими от вида на продукта. Техните недостатъци включват сложността на дизайна, високата цена и впечатляващите размери. Устройството се състои от няколко измервателни камери и има по-сложен дизайн. Този тип устройства са разделени на няколко вида - бутални, ножови, зъбни.

Известна е друга класификация на газомерите, която включва три типа устройства: ротационни, барабанни и вентилни.

Ротационните измервателни уреди имат висока производителност. Тяхното действие се основава на изчисляване на броя на оборотите на лопатките вътре в устройството, индикаторът съответства на обема на газа. Основните им предимства включват издръжливост, независимост от електричество и повишена устойчивост на краткотрайни претоварвания.

Барабанните газомери работят на изместителен принцип. Не се вземат предвид корекционни показатели като температура, газов състав и нива на влажност

Барабанните броячи се състоят от корпус, броячен механизъм и барабан с измервателни камери. Принципът на работа на устройството за измерване на разхода на газ е да се определи броят на оборотите на барабана, който се върти поради разликата в налягането. Въпреки точността на изчисленията, този тип инструменти не са намерили широко приложение поради обемистия си размер.

Принципът на действие на последния тип измервателни уреди, известни като вентилни измервателни уреди, се основава на движението на подвижна преграда, върху която действа разлика в налягането на вещество. Устройството се състои от няколко части - механизъм за броене и газоразпределение, както и корпус. Има големи размери, така че се използва главно в ежедневието.

Изводи и полезно видео по темата

Как работят вихровите газови разходомери ще бъде обсъдено в следния видеоклип:

Измерването на газовия поток е една от ключовите задачи в производството. Пазарът на разходомери предлага огромен брой устройства с различни дизайни и принципи на работа, които са подходящи и за домашни нужди. С тяхна помощ можете да определите почти всяко количество течност или газ, без да е необходима специална инсталация за стандарт за калибриране.

Можете да допълвате нашия материал с интересна информация по темата на статията, да задавате въпроси или да участвате в дискусията. Оставете вашите коментари в блока по-долу.