В настоящее время на рынке представлены достаточно многочисленные виды приборов измерения (расходомеров), для подсчета расхода жидкостей и газов (пара), основанные на различных принципах - объемные, когда определенная часть среды отмеряется тарированным объемом и подсчитывается общее количество таких объемов, электромагнитные и ультразвуковые, где используются датчики для сравнения времени сигнала через среду, и на основании его изменения подсчитывается скорость и расход, перепада давления (с тарированной диафрагмой, конусные), где такой подсчет ведется по разности давлений до датчика и после него, изменения свойств среды (температурные расходомеры, кориолисовые) и т.д. Достаточно часто измерить расход данной жидкости или газа можно несколькими способами, причем иногда- с одинаковой точностью.
Каждый из методов измерений расходов имеет и преимущества и недостатки. Исходя из них, Пользователю нужно сделать выбор того типа расходомеров, который ему нужен. Он, как правило, обращается к специалистам , которые предлагают решения по измерению расходов, поставленную Покупателем, но далеко не всегда - оптимально с точки зрения потребительских свойств приборов. Для Потребителя, как правило, важен не принцип работы прибора, а именно его потребительские свойства: точность, диапазон измерений, надежность, ремонтопригодность, удобство и простота в эксплуатации, легкость монтажа/демонтажа, возможность интеграции в систему АСУ ТП или GPS-мониторинга, размеры и вес и т.д.
Исходя из этого, мы искали решения, удовлетворяющие максимальному количеству таких требований. Расходомеры на овальных шестернях – пример такого оптимального решения для жидкостей, но они, как и все объемные расходомеры предназначены для измерения ЧИСТЫХ жидкостей. На предприятиях же часто стоит задача по измерению расхода жидкостей, (или газов), содержащих посторонние включения или загрязнения – например нефти, мазутов, битумов, и т.д.
Таким образом, актуальной является задача поиска высокоточного расходомера:
- предназначенного для измерения как жидкостей, так и газов; как чистых, так и загрязненных; с максимально широким диапазоном по вязкости измеряемых жидкостей и потоку;
- с оптимальным соотношением цена/качество;
- осуществляющего измерения в широком диапазоне температур;
- с малым весом и легкий в установке;
- легко интегрируемый в системы АСУ или удаленного мониторинга.
Интересным результатом поиска являются расходомеры так называемые «мишенного» типа (target type flowmeter), которые практически полностью отвечают критерию оптимального соотношения цена/ потребительские свойства.
1. Функциональные особенности
• высокая точность измерения (до ±0,2%) потоков жидкостей, в том числе высоковязких, газов и пара, в широком диапазоне температур и в обоих направлениях,
• чрезвычайно высокая чувствительность –минимальный поток, регистрируемый расходомером ~ 0,08м/сек,
• отсутствие подвижных частей, следовательно – высокая безопасность и надежность,
• широкий диапазон измерений (до 1:30),
• хорошая воспроизводимость результатов (обычно – 0,1~0,08%) и быстрое измерение,
• малое падение давления на расходомере (около ½ от падения давления на расходомере с тарированным отверстием),
• может использоваться «сухая калибровка», т.е. метод взвешенного равновесия,
• при изменении техпроцесса и, соответственно, изменении потока через трубу, достаточно сменить мишень, без полного демонтажа прибора,
• пригоден, как для непосредственного чтения данных на месте установки, так и для удаленного контроля,
• легко устанавливается и очень легко обслуживается в процессе эксплуатации,
• помехоустойчивый, стойкий к воздействию кислот, щелочей и загрязнений,
2.Принцип работы.
Расходомер мишенного типа с цифровым дисплеем использует современные цифровые технологии, совмещенные с современными высокотехнологическими датчиками. Он совмещает точность объемных расходомеров и высокий ресурс, обусловленный отсутствием подвижных частей в конструкции.
Расходомер состоит из:
1. Подвергаемый силовому воздействию элемент (пластина мишени)
2. Чувствительный элемент (включая датчики температуры и давления)
3. Корпус измерительной трубы (может отсутствовать в расходомере вставного типа)
4. Переходники
5. Суммирующий счетчик с дисплеем и выходами
Пластина мишени помещена в центр трубы и соединена с преобразователем сигнала жестким стержнем. Cреда (протекающая жидкость или газ) воздействует на мишень с определенным усилием, которое пропорционально потоку.
После соответствующих преобразований и вычислений значения данной силы, мы можем получить значение потока. Величина этой силы преобразуется в электрический сигнал,который после обработки и усиления поступает в суммирующий счетчик, где обсчитывается и мы получаем значения как текущего потока, так и прошедшего через расходомер объема. Ниже показан принцип действия расходомеров такого типа:
На дисплее отображается: рабочая температура, мантисса накопительного расхода, рабочее давление, накопительный расход, мгновенный расход, индикатор разряда батареи.
Для каждого типа сред выпускаются расходомеры различных серий, для низкой/ нормальной/высокой/ сверхвысокой температур.
Безусловно, данный вид измерения не идеален -- его применение требует соблюдения определенных условий:
1) Нормализация потока, т.е. необходимы прямые участки трубы без изгибов, сужений, клапанов и т.д.– до расходомера- не менее 10 диаметров, после расходомера –не менее 5 диаметров трубопровода.
2) Горизонтальная установка расходомера. По специальному запросу возможно исполнение в вертикальный участок трубы.
3) Существует прямая зависимость точности измерения расходомером от диапазона расходов. Это актуально для жидкостей с числом Рейнольдса Re≤1500.
где Q max – максимальный расход среды
Q min – минимальный расход
Ограничение максимальной долговременной скорости среды в трубопроводе :
- для жидкости Vсрж = 5 м/сек
- для газа Vсрг = 30 м/сек
- для пара Vсрп = 50м/сек
эта скорость может быть кратковременно превышена не более, чем в 1,2-1,5 раза без риска разрушения прибора.
Таким образом, зная расход, который нам предстоит измерить, мы сможем определить скорость среды и диаметр измерительной трубы расходомера, как:
Vср= 4Qмах * 10 3 /11,3*D 2 ,
т.е. для потока жидкости Q=20 м3/час получаем D≥ 38 мм, а , исходя из минимального регистрируемого потока 0,08м/сек - диаметр не должен быть больше, чем 298 мм, таким образом 40 мм≤D≤298 мм.
Решение по измерению сред на основе данного расходомера является точным, долговечным и недорогим (стоимость расходомера определяется стоимостью измерительно-суммирующего блока, дополнительных датчиков для компенсации давления и температуры при больших диапазонах изменений параметров сред и стоимостью трубы измерения) особенно для измерения больших потоков и измерения высоковязких жидкостей.
ООО «Дарконт» предлагает Вам расходомеры мишенного типа для газов и жидкостей, в том числе и загрязненных.