Hur och på vilket sätt mäts gasflöde: mätmetoder + översikt över alla typer av gasflödesmätare

Flödesmätare är en anordning för att mäta volymen eller massflödet av ett ämne, inklusive naturgas, brandfarliga, korrosiva gaser, luftseparationsprodukter. Beräkning av flödesvolymer på industriföretag eller i vardagen kan utföras utan inblandning av specialister.

Därefter kommer vi att berätta hur och i vilka kvantiteter gas mäts, ge en beskrivning av de instrument som används för detta ändamål och även överväga de viktigaste metoderna för att bestämma gasflödet.

Direkt metod för att mäta gasförbrukning

Gasvolymen beräknas i kubikmeter, andra massenheter, såsom ton eller kilogram, används mindre vanligt, vanligtvis för processgaser.

Den direkta metoden är den enda metoden som ger en direkt mätning av mängden gas som passerar igenom.

Svagheterna hos instrument som beräknar ett ämnes volymetriska eller massflöde inkluderar:

1. Begränsad prestanda för flödesmätare i förorenade gasförhållanden.
2. Det finns en stor sannolikhet för fel på grund av partiellt flödeshinder eller pneumatisk chock.
3. Hög kostnad för roterande räknare jämfört med andra enheter.
4. Stora dimensioner av enheter.

De många fördelarna med denna metod uppväger de listade nackdelarna, varför den har blivit mest utbredd när det gäller antalet installerade mätare.

Med hjälp av en flödesmätare kan du beräkna volymen eller massan av ett ämne per tidsenhet. Installation på en lutande sektion av rörledningen kommer att minska mätfel

Dessa inkluderar direkt mätning av gasvolym, frånvaro av beroende av förvrängningar i flödesdiagrammet, både vid inlopp och utlopp, vilket gör det möjligt att minska UUG. Områdets bredd är upp till 1:100. För detta ändamål används anordningar av membran- och rotationstyp. De kan användas i rum med installerade pulspannor.

Indirekta mätmetoder

Dessa metoder innebär att man beräknar till exempel flödeshastigheten för ett ämne genom en given tvärsnittsarea. För att få de mest exakta resultaten är det nödvändigt att utjämna gashastigheten.

Mätning av gasflöde med differentialtryck

En av de vanligaste och mest studerade gasflödesmetoderna, baserad på användningen av en begränsningsanordning, har flera fördelar, inklusive enkelheten hos flödesgivarens mekanism, vars verkan är inriktad på att mäta tryckfallet hos ämnet som strömmar genom en lokal begränsning i gasledningen. Inga beräkningar krävs flödesmätare står.

Trots närvaron av en fullständig vetenskaplig och teknisk bas har denna mätmetod flera betydande nackdelar - ett litet mätområde, som, även med hänsyn till flerområdestrycksensorer, inte överstiger ett värde på 1:10.

Standard avsmalnande anordningar tillverkas med hjälp av speciell teknik med höga krav på grovhet. De kan endast användas på släta rörledningar

Hydrauliskt motstånd i gasledningar öka känsligheten för schemat för ändringar igenomsnitt hastigheter längs flödets djup eller bredd vid ingången till diafragman.Längden på de raka sektionerna framför avsmalningsanordningarna måste vara minst 10 diametrar DN av rörkonstruktionen.

Höghastighetsmetod för att fastställa kostnader

Omvandlare av turbintyp används för denna metod. Dessa enheter har flera fördelar, inklusive liten storlek och vikt, och ett överkomligt pris i sin kategori.

Dessa enheter är inte känsliga för pneumatiska stötar. Området för flödesmätvärden är upp till 1:30, vilket avsevärt överstiger samma indikator för begränsningsanordningar.

TPR-turbinflödesomvandlaren kan användas i en miljö vid temperaturer från minus 200 till +200 °C, om enheten är installerad för icke-aggressiva och enfasiga kryogena vätskor. För aggressiva vätskor kommer indikatorn att vara från minus 60 till +50 °C

Nackdelar inkluderar känslighet, om än obetydlig, för flödesförvrängningar vid anordningens inlopp och utlopp, avvikelse i mätresultaten för pulserande gasflöden. Vid låga flödeshastigheter, i intervallet från 8 till 10 m³/h, flödesmätare fungerar inte.

Ultraljudsmätmetod

Populariteten för akustiska flödesmätare, som mäter mängden gas, särskilt inom kommersiell redovisning, har ökat med utvecklingen av mikroelektronik. Akustiska flödesmätare har inga rörliga delar eller delar som sticker ut i flödet, vilket avsevärt ökar deras tillförlitlighet.

Mätningen utförs över ett brett spektrum av värden på grund av enhetens förmåga att fungera under lång tid från den inbyggda strömkällan. Hushållsapparater uppfyller inte alla nödvändiga krav, eftersom för att undvika påverkan av gasflödesförvrängningar på beräkningsresultaten är det nödvändigt att uteslutande använda ultraljudsmätare med flera strålar.

Klassificering av flödesmätare efter funktionsprincip

Flödesmätare skiljer sig i flera parametrar, inklusive tryck, typ av gas som används och temperaturförhållanden. Enheten bör väljas beroende på användningsförhållandena, såväl som de tilldelade uppgifterna.

Mätinstrument består av delar som en givare som ansvarar för differenstrycket, ett anslutningselement och en tryckmätare.

Typ #1 - bläckstråleskrivare självgenerator flödesmätare

Denna typ av flödesmätare, även designad för att mäta naturgasflöde, har flera utmärkande egenskaper. Enheten täcks av negativ återkoppling; frekvensen av jetanslutningar beror på gasflödet.

Mätare framställda på basis av jetflödesmätare används för kommersiell redovisning utan förundersökning.

1 — jetelement; 2 och 3 - omvandlare; 4 - signalisoleringsanordning; 5 — kraftmunstycke; 6 - arbetskammare; 7 och 8 — arbetskammarens väggar; 9 - separator; 10 och 11 — styrmunstycken; 12 och 13 — mottagande kanaler; 14 och 15 - avloppskanaler; 16 och 17 — återkopplingskanaler; 18 — expansion av kraftmunstycket; 19 — avsats på kraftmunstycket

Jetflödesmätare självgenerator typ är känslig för igensättning, dess nackdelar inkluderar också instabilitet i omvandlingsfrekvensen.

Dessa enheter har liknande nackdelar som vortexenheter:

• beroende av förvrängning av hastighetsgrafen, förutsatt att den används i kombination med avsmalningsanordningar;
• massiva tryckförluster är irreversibla;
• huvuddelen av flödesmätaren har enorma dimensioner;
• betydande instabilitet i omvandlingsfrekvensen.

Fördelar självgenerator flödesmätare skiljer sig inte från en vortexanordning, förutom förmågan att arbeta med förorenade gaser.Dessa flödesmätare har inte funnit någon utbredd praktisk användning i kommersiell redovisning.

Typ #2 - virvelflödesmätare-räknare

Det finns flera styrkor hos enheterna, inklusive noggrannheten i mätningarna, bristande känslighet för smuts och pneumatiska stötar, enkel användning och enheten har heller inga rörliga delar.

Enheterna tål de svåraste yttre förhållandena, indikatorernas noggrannhet garanteras vid omgivningstemperaturer upp till 500 grader Celsius, den maximala trycknivån är 30 MPa

Det finns också kända betydande nackdelar med att använda denna typ av flödesmätare - ökad känslighet för mekaniska vibrationer, tryckförlust. Rördiameter bör vara i intervallet 15-30 cm.

Typ #3 - ultraljudsflödesmätare

Enheten, även känd som en akustisk enhet, har flera obestridliga fördelar:

• brist på hydrauliskt motstånd;
• enheten har inga rörliga delar, vilket förbättrar dess tillförlitlighet;
• ökad styrka hos mekanismen;
• snabb handling.

Denna typ av flödesmätare är baserad på att bestämma skillnaden i signalens gångtid.

Funktionen av ultraljudsflödesmätare är oberoende av temperatur, omgivningstryck, viskositet och elektrisk ledningsförmåga, vilket garanterar noggrannheten hos de erhållna uppgifterna

Ultraljudssensorer, placerade diagonalt i förhållande till varandra, utför funktionerna hos en mottagare och sändare. Användningen av flera kanaler kompenserar för deformationen av flödesprofilen.

Typ #4 - trumflödesmätare

Denna kategori av enheter används som regel för laboratorieforskning. Trycket som genereras under trumrotationen gör att sektionerna fylls med gas och därefter töms.

För full drift av trumräkningsmekanismer (utan en pulsgenerator) krävs inte en konstant strömkälla, vilket är deras obestridliga fördel.

Antalet varv på trumman är proportionell mot de kubiska enheterna av gas, indikatorn överförs till ratten för räknestrukturen. Fatflödesmätare har hög mätnoggrannhet.

Typ #5 - levitation enheter

Den rörliga delen av varvräknaranordningen roterar i lager, hastigheten är lika med det volymetriska gasflödet. Hastigheten för cirkulär rörelse omvandlas till en elektrisk signal med hjälp av en sekundär omvandlare, resultaten reflekteras på indikatorn.

Levitationsmätare fungerar under förhållanden från -30 till +50 grader Celsius, värdefelet ligger inom intervallet ± 1,5 %

Levitation Enheterna är efterfrågade för kommersiell mätning av naturgasförbrukning, både för hushållsändamål och allmännyttiga ändamål.

Typ #6 - membranmätare

Ett patent för tillverkning av en av de vanligaste gasmätanordningarna utfärdades under andra hälften av artonhundratalet i England.

Funktionsprincipen för en mekanisk flödesmätare är baserad på att ändra positionen för rörliga kammarmembran i ögonblicket för gasinträde. Alternativ rörelse sker under inloppet och utloppet av ämnet.

En gasflödesmätare av membrantyp kan bestå av 2 eller 4 kammare, beroende på volymen av ämnet som mäts och designen

Räkneanordningen drivs av ett system av växellådor och spakar. Mekanismerna har ett brett utbud av mätvärden - upp till 1:100.

Typ #7 - roterande enheter

I en anordning av mekanisk typ är två rotorer placerade i mätkammaren, som börjar röra sig under ämnets tryck.De roterande delarna är placerade i rät vinkel mot varandra, deras ursprungliga placering är fixerad med hjälp av synkroniseringshjul.

Mängden gas är proportionell mot rotorernas varvtal. Med hjälp av en magnetisk koppling och växellåda överförs rotorns rotation till en räkneanordning, som ansvarar för att ackumulera volymen av det passerade ämnet.

Den roterande flödesmätaren har en hög genomströmningskapacitet och används i kraftverk, medelstora och små volymer gaskonsumtionsföretag

De främsta fördelarna med roterande flödesmätare inkluderar hög mätnoggrannhet, enhetens kompakthet och ett brett utbud av flödesmätningar. Bland nackdelarna är mekanismens ljud, dess höga kostnad och känslighet för externa faktorer, inklusive föroreningar.

Typ #8 - turbinflödesmätare

Den mekaniska enheten har formen av ett rör, inuti flödesmätaren finns en turbin med en axel och rörliga stöd. Kraftenheten rör sig på grund av att ämnet passerar genom mätkammaren.

Mekanismens rörelsehastighet är lika med flödeshastigheten och gasförbrukningen. Den ackumulerade volymen reflekteras på räknemekanismen; överföringen till den utförs mekaniskt med hjälp av en växellåda eller växelsystem.

Turbinmätaren kan endast användas med rena drivmedel - gas, vätska eller ånga i suspension, förutsatt att de inte innehåller fasta partiklar

Utöver de listade finns det andra enheter, men de används som regel i vetenskaplig forskning. De är praktiskt taget inte involverade i den kommersiella sfären.

Vi rekommenderar också att läsa vår andra artikel, där vi pratade i detalj om hur du väljer en gasmätare för ditt hem. Mer information - gå till länk.

Instrument för att mäta gasmängder

Apparater för mätning av gasflöde är indelade i flera kategorier baserat på beräkningsmetoden. Hastigheten används för att bestämma det volymetriska numret för mediet som studeras. Dessa enheter har inga mätkammare. Den känsliga delen är impeller (tangentiell eller axiell), som drivs till rotation av materiaflödet.

Volymmätare är mindre beroende av typen av produkt. Deras nackdelar inkluderar komplexiteten i designen, högt pris och imponerande dimensioner. Enheten består av flera mätkammare och har en mer komplex design. Denna typ av enheter är uppdelad i flera typer - kolv, blad, växel.

En annan klassificering av gasmängdsmätare är känd, som inkluderar tre typer av anordningar: roterande, trumma och ventil.

Roterande mätare har hög genomströmning. Deras åtgärd är baserad på att beräkna antalet varv av bladen inuti enheten, indikatorn motsvarar gasvolymen. Deras främsta fördelar inkluderar hållbarhet, oberoende av elektricitet och ökat motstånd mot kortvariga överbelastningar.

Gasmätare av trumtyp arbetar enligt förskjutningsprincipen. Korrigeringsindikatorer som temperatur, gassammansättning och luftfuktighetsnivåer beaktas inte

Trumräknare består av ett hus, en räknemekanism och en trumma med mätkammare. Funktionsprincipen för anordningen för att mäta gasförbrukningen är att bestämma antalet varv på trumman, som roterar på grund av tryckskillnaden. Trots noggrannheten i beräkningarna har denna typ av instrument inte funnit någon utbredd användning på grund av dess skrymmande storlek.

Funktionsprincipen för den sista typen av mätare, känd som ventilmätare, är baserad på rörelsen av en rörlig skiljevägg, som påverkas av en tryckskillnad hos ett ämne. Enheten består av flera delar - en räkne- och gasdistributionsmekanism, såväl som ett hus. Den har stora dimensioner, så den används främst i vardagen.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Hur virvelgasflödesmätare fungerar kommer att diskuteras i följande video:

Att mäta gasflödet är en av nyckeluppgifterna i produktionen. Flödesmätaremarknaden erbjuder ett stort antal enheter med olika design och funktionsprinciper som också är lämpliga för hushållsbehov. Med deras hjälp kan du bestämma nästan vilken mängd vätska eller gas som helst, utan att behöva en speciell kalibreringsstandardinstallation.

Du kan komplettera vårt material med intressant information om ämnet för artikeln, ställa frågor eller delta i diskussionen. Lämna dina kommentarer i blocket nedan.