Jak iw jaki sposób mierzony jest przepływ gazu: metody pomiaru + przegląd wszystkich rodzajów przepływomierzy gazu

Przepływomierz to urządzenie do pomiaru objętościowego lub masowego natężenia przepływu substancji, w tym gazu ziemnego, gazów palnych, agresywnych, produktów separacji powietrza. Obliczanie wielkości przepływu w przedsiębiorstwach przemysłowych lub w domu można przeprowadzić bez udziału specjalistów.

Następnie opiszemy, w jaki sposób iw jakim gazie jest mierzony, podamy opis urządzeń, które są w tym celu wykorzystywane, a także rozważymy główne metody określania przepływu gazu.

Bezpośrednia metoda pomiaru zużycia gazu

Objętość gazu oblicza się w metrach sześciennych, rzadziej stosuje się inne jednostki masy, takie jak tony lub kilogramy, zwykle w przypadku gazów procesowych.

Metoda bezpośrednia jest jedyną metodą, która zapewnia bezpośredni pomiar objętości przepływającego gazu.

Słabości urządzeń, które obliczają objętościowe lub masowe natężenie przepływu substancji, obejmują:

1. Ograniczona funkcjonalność przepływomierzy w środowisku zanieczyszczonego gazu.
2. Istnieje wysokie prawdopodobieństwo awarii z powodu częściowej blokady przepływu lub wstrząsu pneumatycznego.
3. Wysoki koszt liczników obrotowych w porównaniu z innymi urządzeniami.
4. Duże wymiary urządzeń.

Liczne zalety tej metody pokrywają się z wymienionymi wadami, dzięki czemu zyskał również największy rozkład liczby zainstalowanych liczników.

Za pomocą przepływomierza można obliczyć objętość lub masę substancji na jednostkę czasu. Instalacja na pochyłym odcinku rurociągu zmniejszy błąd pomiaru

Wśród nich - bezpośredni pomiar objętości gazu, brak zależności od zniekształcenia wykresu natężenia przepływu, zarówno na wlocie, jak i na wylocie, co zmniejszaUGG. Szerokość zakresu wynosi do 1: 100. W tym celu stosuje się membrany i urządzenia obrotowe. Można je stosować w pomieszczeniach z zainstalowanymi kotłami pulsacyjnymi.

Pośrednie metody pomiarowe

Metody te obejmują na przykład obliczanie natężenia przepływu substancji przez dany obszar przekroju. Aby uzyskać najdokładniejsze wyniki, konieczne jest wyrównanie prędkości gazu.

Pomiar przepływu gazu różnicowego ciśnienia

Jedna z najczęstszych i badanych metod przepływu gazu, oparta na zastosowaniu urządzenia zwężającego, ma kilka zalet, w tym prostotę mechanizmu przetwornika przepływu, którego działanie ma na celu pomiar spadku ciśnienia substancji przepływającej przez lokalne zwężenie w gazociągu. Nie są wymagane żadne obliczenia przepływomierze stoi.

Pomimo dostępności pełnej bazy naukowej i technicznej, ta metoda pomiaru ma kilka znaczących wad - mały zakres pomiarowy, który nawet biorąc pod uwagę wielopunktowe czujniki ciśnienia, nie przekracza wartości 1:10.

Standardowe urządzenia zwężające są produkowane przy użyciu specjalnej technologii o wysokich wymaganiach dotyczących szorstkości. Ich użycie jest dozwolone wyłącznie na gładkich rurociągach.

Opór hydrauliczny w gazociągi zwiększyć wrażliwość na zmiany harmonogramu wśredni prędkości w głębokości lub szerokości strumienia przy wejściu do przepony. Długość prostych odcinków przed urządzeniami zwężającymi powinna wynosić co najmniej 10 średnic konstrukcji rurowej.

Metoda szybkiego wyceny

W tej metodzie stosowane są konwertery turbinowe. Urządzenia te mają kilka zalet, w tym niewielkie wymiary i wagę, przystępną cenę w swojej kategorii.

Urządzenia te nie są wrażliwe na wstrząsy pneumatyczne. Zakres wartości pomiaru przepływu wynosi do 1:30, co znacznie przekracza ten sam wskaźnik dla urządzeń zwężających się.

Przetwornik przepływu turbiny może być stosowany w otoczeniu w temperaturach od minus 200 do + 200 ° C, jeśli urządzenie jest zainstalowane dla nieagresywnych i jednofazowych cieczy kriogenicznych. W przypadku płynów agresywnych wskaźnik będzie wynosił od minus 60 do +50 ° C

Wady obejmują czułość, choć nieznaczną, na zniekształcenia przepływu na wlocie i wylocie urządzenia oraz odchylenie wyników pomiaru pulsujących przepływów gazu. Przy niskich kosztach, w zakresie od 8 do 10 m³/ h przepływomierze nie działają.

Metoda pomiaru ultradźwiękowego

Popularność akustycznych przepływomierzy mierzących ilość gazu, zwłaszcza w zakresie rachunkowości komercyjnej, wraz z rozwojem mikroelektroniki. W przepływomierzach akustycznych nie ma części ruchomych, a także części wystających do strumienia, co znacznie zwiększa ich niezawodność.

Pomiar jest przeprowadzany w szerokim zakresie wartości ze względu na zdolność urządzenia do pracy przez długi czas z wbudowanego źródła zasilania. Urządzenia domowe nie spełniają wszystkich niezbędnych wymagań, ponieważ aby uniknąć wpływu zniekształceń przepływu gazu na wyniki obliczeń, konieczne jest stosowanie wyłącznie ultradźwiękowych przepływomierzy wielowiązkowych.

Klasyfikacja przepływomierzy zgodnie z zasadą działania

Przepływomierze różnią się na kilka sposobów, w tym ciśnieniem, rodzajem używanego gazu i warunkami temperaturowymi. Wybierz urządzenie w zależności od warunków użytkowania, a także zadań.

Przyrządy pomiarowe składają się z części takich jak przetwornik odpowiedzialny za spadek ciśnienia, element łączący i manometr.

Typ 1 - Atrament automatyczne generowanie przepływomierze

Przepływomierz tego typu, również zaprojektowany do pomiaru przepływu gazu ziemnego, ma kilka charakterystycznych cech. Urządzenie jest objęte ujemnymi sprzężeniami zwrotnymi, częstotliwość połączeń strumieniowych zależy od przepływu gazu.

Liczniki wydane na podstawie przepływomierzy strumieniowych są wykorzystywane do rozliczeń handlowych bez wstępnego badania.

1 - element do drukarek atramentowych; 2 i 3 - konwertery; 4 - urządzenie wyodrębniające sygnał; 5 - dysza zasilająca; 6 - komora robocza; 7 i 8 - ściany komory roboczej; 9 - separator; 10 i 11 - dysze kontrolne; 12 i 13 - kanały odbiorcze; 14 i 15 - kanały odpływowe; 16 i 17 - kanały zwrotne; 18 - rozszerzenie dyszy zasilającej; 19 - występ na dyszy zasilającej

Miernik przepływu strumienia auto generator typ podlega zatykaniu, wśród jego wad jest również niestabilność wskaźnika konwersji.

Urządzenia te mają podobne wady związane z urządzeniami wirowymi:

• Zależność od zniekształceń wykresu prędkości, pod warunkiem że jest on używany w połączeniu z zwężającymi się instrumentami;
• ogromne straty ciśnienia są nieodwracalne;
• główna część przepływomierza ma ogromne wymiary;
• znaczna niestabilność współczynnika konwersji.

Zaletyauto generator przepływomierz nie różni się od urządzenia wirowego, z wyjątkiem zdolności do pracy z zanieczyszczonymi gazami. Przepływomierze te nie znalazły szerokiego praktycznego zastosowania w rachunkowości handlowej.

Typ 2 - Przepływomierze wirowe

Istnieje kilka atutów urządzeń, w tym dokładność pomiarów, brak wrażliwości na zanieczyszczenia i wstrząs pneumatyczny, łatwość obsługi, w urządzeniu brakuje również ruchomych części.

Urządzenia wytrzymują najtrudniejsze warunki zewnętrzne, dokładność wskaźników gwarantowana jest w temperaturze otoczenia do 500 stopni Celsjusza, maksymalny poziom ciśnienia wynosi 30 MPa

Znane są również znaczące wady stosowania tego typu przepływomierzy - zwiększona wrażliwość na wibracje mechaniczne, spadek ciśnienia. Średnica rury powinien wynosić 15-30 cm.

Typ # 3 - Ultradźwiękowe mierniki przepływu

Urządzenie, znane również jako akustyczne, ma kilka niezaprzeczalnych zalet:

• brak oporu hydraulicznego;
• urządzenie nie ma ruchomych części, co zwiększa jego niezawodność;
• zwiększona siła mechanizmu;
• szybka akcja.

Przepływomierz tego typu opiera się na określaniu różnicy czasu podróży sygnału.

Działanie przepływomierzy ultradźwiękowych jest niezależne od temperatury, ciśnienia otoczenia, lepkości i przewodności elektrycznej, co gwarantuje dokładność danych

Czujniki ultradźwiękowe, umieszczone względem siebie po przekątnej, służą jako odbiornik i emiter. Zastosowanie kilku kanałów kompensuje deformację profilu przepływu.

Typ 4 - Przepływomierze bębnowe

Ta kategoria urządzeń służy z reguły do ​​badań laboratoryjnych. Ciśnienie występujące podczas obrotu bębna prowadzi do wypełnienia sekcji gazem i ich późniejszego opróżnienia.

Do pełnego działania mechanizmów zliczania bębnów (bez generatora impulsów) stałe źródło mocy nie jest potrzebne, co jest ich niezaprzeczalną zaletą

Liczba obrotów bębna jest proporcjonalna do jednostek sześciennych gazu, wskaźnik jest przekazywany na tarczę liczenia. Przepływomierze bębnowe mają wysoką dokładność pomiaru.

Wpisz nr 5 - lewitacja urządzenia

Ruchoma część urządzenia obrotomierza obraca się w łożyskach, prędkość jest równa objętościowemu przepływowi gazu. Konwersja prędkości ruchu kołowego na sygnał elektryczny odbywa się za pomocą wtórnego konwertera, wyniki są odzwierciedlone na wskaźniku.

Lewitacyjne mierniki działają w warunkach od -30 do +50 stopni Celsjusza, błąd wartości mieści się w zakresie ± 1,5%

Lewitacja urządzenia są poszukiwane w komercyjnych pomiarach zużycia gazu ziemnego, zarówno do celów domowych, jak i komunalnych.

Typ # 6 - Liczniki membranowe

Patent na produkcję jednego z najpopularniejszych urządzeń pomiarowych do pomiaru gazu został udzielony w drugiej połowie XIX wieku w Anglii.

Zasada działania mechanicznego przepływomierza opiera się na zmianie położenia ruchomych membran komorowych w momencie wejścia gazu. Przemienny ruch odbywa się podczas wlotu i wylotu substancji.

Przepływomierz gazowy typu membranowego może składać się z 2 lub 4 komór, w zależności od objętości mierzonej substancji i konstrukcji

Urządzenie liczące napędza system przekładni i dźwignie. Mechanizmy mają szeroki zakres wartości pomiarów - do 1: 100.

Typ # 7 - Urządzenia obrotowe

W urządzeniu typu mechanicznego w komorze pomiarowej znajdują się dwa wirniki, które zaczynają się poruszać pod ciśnieniem substancji. Części obrotowe są umieszczone pod kątem prostym do siebie, ich początkowe położenie jest ustalone za pomocą kół synchronizatora.

Ilość gazu jest proporcjonalna do liczby obrotów wirników. Za pomocą sprzęgła magnetycznego i przekładni obrót wirnika jest przenoszony na urządzenie zliczające odpowiedzialne za gromadzenie objętości przekazywanej substancji.

Przepływomierz obrotowy ma dużą pojemność, jest stosowany w zakładach użyteczności publicznej, średnich i małych ilościach zużycia gazu

Główne zalety obrotowych przepływomierzy obejmują wysoką dokładność pomiaru, zwartość urządzenia, szeroki zakres pomiarów przepływu. Do wad należy hałas mechanizmu, jego wysoki koszt, wrażliwość na czynniki zewnętrzne, w tym zanieczyszczenie.

Typ # 8 - Przepływomierze turbinowe

Mechaniczne urządzenie ma postać segmentu rurowego, turbina z wałem i ruchome podpory są umieszczone wewnątrz przepływomierza. Urządzenie mocy porusza się z powodu przejścia substancji przez komorę pomiarową.

Prędkość mechanizmu jest równa natężeniu przepływu i przepływowi gazu. Skumulowana objętość odbija się na mechanizmie zliczającym, przenoszenie na nią odbywa się mechanicznie za pomocą przekładni, układu przekładniowego.

Miernik turbinowy może być używany tylko z czystymi gazami pędnymi - gazem, cieczą lub parami w zawiesinie, pod warunkiem, że nie zawierają one cząstek stałych

Oprócz powyższego istnieją inne urządzenia, ale z reguły są wykorzystywane w badaniach naukowych. W sferze komercyjnej praktycznie nie są zaangażowani.

Zalecamy również przeczytanie naszego innego artykułu, w którym szczegółowo omawialiśmy, jak wybrać gazomierz do domu. Więcej informacji - przejdź do link.

Urządzenia do pomiaru ilości gazu

Urządzenia do pomiaru przepływu gazu zgodnie z metodą obliczeniową są podzielone na kilka kategorii. Szybkościowe są używane do określenia liczby objętości badanego medium. Urządzenia te nie mają komór pomiarowych. Część wrażliwa to wirnik (styczna lub osiowa), co powoduje obrót przepływu materii.

Mierniki objętości są mniej zależne od rodzaju produktu. Ich wady obejmują złożoność projektu, wysoką cenę i imponujące wymiary. Urządzenie składa się z kilku komór pomiarowych, ma bardziej złożoną konstrukcję. Ten typ urządzeń dzieli się na kilka rodzajów - tłok, ostrze, przekładnia.

Znana jest inna klasyfikacja liczników gazu, która obejmuje trzy typy urządzeń: obrotowy, bębnowy i zaworowy.

Liczniki obrotowe mają wysoką przepustowość.Ich działanie opiera się na obliczeniu liczby obrotów łopatek wewnątrz urządzenia, wskaźnik odpowiada objętości gazu. Ich główne zalety to długowieczność, niezależność od elektryczności i zwiększona odporność na krótkotrwałe przeciążenia.

Gazomierze typu bębnowego działają na zasadzie przemieszczenia. Wskaźniki korekty, takie jak temperatura, skład gazu i poziom wilgotności nie są brane pod uwagę

Liczniki bębna składają się z obudowy, mechanizmu zliczającego i bębna z komorami pomiarowymi. Zasada działania urządzenia do pomiaru zużycia gazu polega na określeniu liczby obrotów bębna, który obraca się z powodu różnicy ciśnień. Pomimo dokładności obliczeń, ten typ urządzenia nie znalazł szerokiego zastosowania ze względu na swój duży rozmiar.

Zasada działania tego drugiego rodzaju mierników, zwanych miernikami zaworów, opiera się na ruchu ruchomej przegrody, na którą wpływa różnica ciśnień substancji. Urządzenie składa się z kilku części - mechanizmu zliczającego i dystrybucji gazu, a także z obudowy. Ma duże wymiary, dlatego jest stosowany głównie w życiu codziennym.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Jak działają przepływomierze gazu wirowego zostaną omówione w następującym filmie:

Pomiar przepływu gazu jest jednym z kluczowych zadań w produkcji. Na rynku przepływomierzy dostępna jest ogromna liczba urządzeń o różnych konstrukcjach i zasadach działania, które nadają się również do potrzeb domowych. Za ich pomocą możesz określić prawie dowolną ilość cieczy lub gazu, bez potrzeby instalowania specjalnego modelu kalibracyjnego.

Możesz uzupełnić nasz materiał o ciekawe informacje na temat artykułu, zadawać interesujące pytania lub brać udział w dyskusji. Zostaw swój komentarz w polu poniżej.