Cum și în ce măsură se măsoară debitul de gaz: metode de măsurare + prezentare generală a tuturor tipurilor de debitmetre

Un debitmetru este un dispozitiv pentru măsurarea debitului volumic sau în masă a unei substanțe, inclusiv gaze naturale, gaze combustibile, gaze agresive, produse de separare a aerului. Calculul volumelor de flux la întreprinderile industriale sau acasă poate fi efectuat fără implicarea specialiștilor.

În continuare, vom descrie cum și în ce măsură se măsoară gazul, vom oferi o descriere a dispozitivelor utilizate în acest scop și, de asemenea, vom lua în considerare principalele metode pentru determinarea debitului de gaz.

Metoda directă de măsurare a consumului de gaz

Volumul de gaz este calculat în metri cubi, mai puțin utilizate sunt alte unități de masă, cum ar fi tone sau kilograme, de obicei pentru gazele de proces.

Metoda directă este singura metodă care asigură măsurarea directă a volumului de gaz care trece.

Punctele slabe ale dispozitivelor care calculează debitul volumic sau de masă al unei substanțe includ:

1. Funcționalitatea limitată a debitmetrelor într-un mediu cu gaze poluate.
2. Există o probabilitate ridicată de eșec din cauza blocării parțiale a fluxului sau a șocului pneumatic.
3. Costuri mari ale contoarelor rotative în comparație cu alte dispozitive.
4. Dimensiuni mari ale dispozitivelor.

Numeroase avantaje ale acestei metode se suprapun dezavantajelor enumerate, datorită cărora a obținut și cea mai mare distribuție în numărul de contoare instalate.

Folosind un contometru, puteți calcula volumul sau masa unei substanțe pe unitate de timp. Instalarea pe o secțiune înclinată a conductei va reduce eroarea de măsurare

Printre ele - o măsurare directă a volumului de gaz, absența dependenței de denaturarea graficului debitului, atât la intrare, cât și la ieșire, ceea ce reduceUUG. Lățimea intervalului este de până la 1: 100. În acest scop, se folosesc dispozitive cu membrană și rotative. Pot fi utilizate în încăperi cu cazane instalate cu impulsuri instalate.

Metode de măsurare indirectă

Aceste metode includ calcularea, de exemplu, a debitului unei substanțe printr-o zonă transversală dată. Pentru a obține cele mai precise rezultate, este necesară egalizarea vitezei gazului.

Măsurarea debitului de presiune diferențială

Una dintre cele mai frecvente și studiate metode de curgere a gazelor, bazată pe utilizarea unui dispozitiv de constricție, are mai multe avantaje, inclusiv simplitatea mecanismului de traducere a debitului, a cărei acțiune are ca scop măsurarea căderii de presiune a unei substanțe care curge printr-o constricție locală într-o conductă de gaz. Nu sunt necesare calcule debitmetre standuri.

În ciuda disponibilității unei baze științifice și tehnice complete, această metodă de măsurare are mai multe dezavantaje semnificative - un interval mic de măsurare, care chiar ținând cont de senzorii de presiune multilimită, nu depășește valoarea 1:10.

Dispozitivele conice standard sunt fabricate cu tehnologie specială, cu cerințe ridicate pentru rugozitate. Utilizarea lor este permisă exclusiv pe conducte netede.

Rezistența hidraulică în conducte de gaz crește sensibilitatea la modificările de program însrednennyh viteze în adâncime sau lățime a fluxului la intrarea în diafragmă. Lungimea secțiunilor drepte din fața dispozitivelor de îngustare trebuie să fie de cel puțin 10 diametre ale structurii conductelor.

Metoda rapidă a costurilor

Pentru această metodă se utilizează convertoare de turbină. Aceste dispozitive prezintă mai multe avantaje, inclusiv dimensiuni mici și greutate, un preț accesibil în categoria lor.

Aceste dispozitive nu sunt sensibile la șocuri pneumatice. Gama de măsurare a debitului este de până la 1:30, ceea ce depășește semnificativ același indicator pentru dispozitivele de îngustare.

Un traductor de curgere a turbinei poate fi utilizat într-un mediu la o temperatură de minus 200 până la +200 ° C, dacă dispozitivul este instalat pentru lichide criogenice non-agresive și monofazate. Pentru lichidele agresive, indicatorul va fi de la minus 60 până la +50 ° C

Dezavantajele includ sensibilitatea, deși nesemnificativă, la distorsiuni de curgere la intrarea și ieșirea dispozitivului și devierea rezultatelor măsurării fluxurilor de gaz pulsate. La costuri reduse, în intervalul 8-10 m³/ h, debitmetrele nu funcționează.

Metoda de măsurare cu ultrasunete

Popularitatea debitmetrelor acustice care măsoară cantitatea de gaz, în special în contabilitatea comercială, a crescut odată cu dezvoltarea microelectronicii. În debitmetrele acustice nu există părți mobile, precum și piese care ies în flux, ceea ce crește semnificativ fiabilitatea acestora.

Măsurarea se realizează într-o gamă largă de valori datorită capacității dispozitivului de a lucra o perioadă îndelungată de la sursa de alimentare încorporată. Dispozitivele interne nu îndeplinesc toate cerințele necesare, deoarece pentru a evita influența distorsiunilor fluxului de gaz asupra rezultatelor calculului, este necesar să folosiți contoare cu ultrasunete cu mai multe raze ultrasonore.

Clasificarea debitmetrelor în funcție de principiul acțiunii

Contoarele de debit diferă în mai multe moduri, inclusiv presiunea, tipul de gaz utilizat și condițiile de temperatură. Alegeți un dispozitiv în funcție de condițiile de utilizare, precum și de sarcini.

Instrumentele de măsurare constau în piese precum un traductor responsabil de căderea de presiune, elementul de conectare și manometrul.

Tip # 1 - jet de cerneală autogenereze debitmetre

Un debitmetru de acest tip, conceput și pentru măsurarea debitului de gaz natural, are mai multe caracteristici distinctive. Dispozitivul este acoperit de feedback-uri negative, frecvența conexiunilor cu jet depinde de debitul de gaz.

Contoarele emise pe baza debitmetrelor cu jet sunt utilizate pentru contabilitatea comercială fără examinare preliminară.

1 - element cu jet de cerneală; 2 și 3 - convertoare; 4 - dispozitiv de extracție a semnalului; 5 - duza de alimentare; 6 - o cameră de lucru; 7 și 8 - pereți ai camerei de lucru; 9 - separator; 10 și 11 - duze de control; 12 și 13 - canale de recepție; 14 și 15 - canale de scurgere; 16 și 17 - canale de feedback; 18 - extinderea duzei de putere; 19 - bordura pe duza de alimentare

Contorul de jet generator auto tipul este supus blocării, printre dezavantajele sale este și instabilitatea indicatorului de conversie.

Aceste dispozitive prezintă dezavantaje similare cu dispozitivele vortex:

• Dependența de denaturarea graficului de viteză, cu condiția să fie utilizată împreună cu instrumente de îngustare;
• pierderile masive de presiune sunt ireversibile;
• partea principală a debitmetrului are dimensiuni uriașe;
• instabilitate semnificativă a ratei de conversie.

demnitategenerator auto debitmetrul nu diferă de dispozitivul vortex, cu excepția capacității de a lucra cu gaze contaminate. Aceste debitmetre nu au găsit o aplicare practică largă în contabilitatea comercială.

Tipul # 2 - Contoarele de debit Vortex

Există mai multe puncte forte ale dispozitivelor, inclusiv precizia măsurătorilor, lipsa sensibilității la contaminare și șocul pneumatic, ușurința în funcționare, dispozitivul nu are, de asemenea, piese mobile.

Dispozitivele rezistă la cele mai dificile condiții externe, precizia indicatorilor este garantată la o temperatură ambientală de până la 500 de grade Celsius, nivelul maxim de presiune este de 30 MPa

De asemenea, sunt cunoscute dezavantajele semnificative ale utilizării acestui tip de debitmetre - sensibilitate crescută la vibrații mecanice, scurgere la presiune. Diametrul conductei trebuie să se încadreze în intervalul 15-30 cm.

Tip # 3 - Contoare cu ultrasunete

Dispozitivul, cunoscut și sub denumirea de acustic, are mai multe avantaje incontestabile:

• lipsa rezistenței hidraulice;
• dispozitivul nu are părți mobile, ceea ce îi îmbunătățește fiabilitatea;
• rezistență crescută a mecanismului;
• acțiune rapidă.

Un debitmetru de acest tip se bazează pe determinarea diferenței de timp de deplasare a semnalului.

Funcționarea debitmetrelor cu ultrasunete este independentă de temperatură, presiune ambientală, vâscozitate și conductivitate electrică, ceea ce garantează precizia datelor

Senzorii cu ultrasunete, situați în diagonală unul față de celălalt, servesc ca receptor și emițător. Utilizarea mai multor canale compensează deformarea profilului de curgere.

Tip # 4 - debitmetre cu tambur

Această categorie de dispozitive este utilizată, de regulă, pentru cercetarea de laborator. Presiunea care apare în timpul rotirii tamburului duce la umplerea secțiunii cu gaz și la golirea ulterioară a acestora.

Pentru funcționarea completă a mecanismelor de numărare a tamburului (fără un generator de impulsuri), nu este necesară o sursă constantă de energie, ceea ce este avantajul incontestabil al acestora

Numărul de rotații al tamburului este proporțional cu unitățile cubice de gaz, indicatorul este transmis la cadranul proiectării de numărare. Contoarele de debit au o precizie de măsurare mare.

Tipul nr. 5 - levitație dispozitive

Partea în mișcare a dispozitivului tahometrului se rotește în rulmenți, viteza este egală cu debitul volumetric de gaz. Conversia vitezei de mișcare circulară într-un semnal electric se realizează cu ajutorul unui convertor secundar, rezultatele sunt reflectate pe indicator.

Dispozitivele de măsurare a levitației funcționează în condiții de la -30 până la +50 grade Celsius, eroarea valorilor este în intervalul ± 1,5%

levitație dispozitivele sunt solicitate în contorizarea comercială a consumului de gaze naturale, atât în ​​scopuri interne, cât și în scop comunal.

Tip # 6 - Contoare de membrană

Un brevet pentru fabricarea unuia dintre cele mai comune dispozitive de dozare pentru măsurarea gazelor a fost acordat în a doua jumătate a secolului al XIX-lea în Anglia.

Principiul funcționării unui debitmetru mecanic se bazează pe o schimbare a poziției membranelor camerei mobile în momentul intrării gazelor. Mișcarea alternativă se realizează în timpul intrării și ieșirii substanței.

Contorul de gaz de tip membrană poate fi format din 2 sau 4 camere, în funcție de volumul substanței măsurate și de design

Dispozitivul de calcul conduce sistemul de viteze și pârghiile. Mecanismele au o gamă largă de valori pentru măsurători - până la 1: 100.

Tipul # 7 - Aparate rotative

În dispozitivul de tip mecanic, în camera de măsurare sunt amplasate două rotoare, care încep să se miște sub presiunea substanței. Piesele rotative sunt situate în unghi drept una cu cealaltă, locația lor inițială este fixată folosind roți sincronizate.

Cantitatea de gaz este proporțională cu numărul de rotații ale rotorilor. Cu ajutorul unui cuplaj magnetic și al unei cutii de viteze, rotirea rotorului este transmisă unui dispozitiv de numărare responsabil pentru acumularea volumului substanței trecute.

Contorul rotativ are o capacitate mare, este utilizat în utilități, volume medii și mici de consum de gaz

Principalele avantaje ale debitmetrelor rotative includ precizia de măsurare ridicată, compactitatea dispozitivului, o gamă largă de măsurători de debit. Printre dezavantaje se numără zgomotul mecanismului, costul ridicat al acestuia, sensibilitatea la factorii externi, inclusiv poluarea.

Tip # 8 - Contoare turbine

Dispozitivul tip mecanic are forma unui segment de țeavă, o turbină cu un ax și suporturi mobile este plasată în interiorul debitmetrului. Dispozitivul de alimentare se deplasează datorită substanței care trece prin camera de măsurare.

Viteza mecanismului este egală cu debitul și debitul de gaz. Volumul acumulat se reflectă pe mecanismul de numărare, transferul către acesta se realizează mecanic folosind o cutie de viteze, un sistem de viteze.

Contorul de turbină poate fi utilizat numai cu propulsoare curate - gaz, lichid sau vapori în suspensie, cu condiția să nu conțină particule solide

Pe lângă cele de mai sus, există și alte dispozitive, dar sunt utilizate, de regulă, în cercetarea științifică. În sfera comercială, practic nu sunt implicați.

De asemenea, vă recomandăm să citiți celălalt articol al nostru, unde am discutat în detaliu despre cum să alegeți un contor de gaz pentru locuință. Mai multe detalii - accesați legătura.

Dispozitive pentru măsurarea cantității de gaz

Dispozitivele pentru măsurarea debitului de gaz în conformitate cu metoda de calcul sunt împărțite în mai multe categorii. Cele de mare viteză sunt utilizate pentru a determina numărul volumului de mediu studiat. Aceste dispozitive nu au camere de măsurare. Partea sensibilă este rotor (tangențial sau axial), care determină rotirea fluxului de materie.

Contoarele volumetrice depind mai puțin de tipul de produs. Dezavantajele acestora includ complexitatea designului, prețul ridicat și dimensiunile impresionante. Dispozitivul este format din mai multe camere de măsurare, are un design mai complex. Acest tip de dispozitive este împărțit în mai multe tipuri - piston, lamă, angrenaj.

O altă clasificare a contoarelor de cantitate de gaz este cunoscută, care include trei tipuri de dispozitive: rotativ, tambur și supapă.

Contoarele rotative au un debit mare.Acțiunea lor se bazează pe calcularea numărului de rotații ale palelor din interiorul dispozitivului, indicatorul corespunde volumului de gaz. Principalele avantaje ale acestora includ longevitatea, independența față de electricitate și rezistența crescută la supraîncărcări pe termen scurt.

Contoarele de gaz tip tambur funcționează pe principiul deplasării. Nu sunt luate în considerare indicatorii de corecție, cum ar fi temperatura, compoziția gazului și nivelul de umiditate

Contoarele de tambur constau dintr-o carcasă, un mecanism de numărare și un tambur cu camere de măsurare. Principiul de funcționare al dispozitivului pentru măsurarea consumului de gaz este de a determina numărul de rotații ale tamburului, care se rotește datorită diferenței de presiune. În ciuda exactității calculelor, acest tip de dispozitiv nu a găsit o aplicație largă din cauza dimensiunii sale voluminoase.

Principiul de funcționare al ultimului tip de contoare, cunoscut sub numele de contoare de supapă, se bazează pe mișcarea partiției mobile, care este afectată de diferența de presiune a substanței. Dispozitivul este format din mai multe părți - un mecanism de numărare și distribuție a gazelor, precum și o carcasă. Are dimensiuni mari, de aceea este folosit mai ales în viața de zi cu zi.

Concluzii și video util pe această temă

Modul de funcționare a debitmetrelor de gaz vortex va fi discutat în următorul videoclip:

Măsurarea debitului de gaz este una dintre sarcinile cheie în producție. Un număr mare de dispozitive cu diverse proiectări și principii de funcționare sunt disponibile pe piața debitmetrelor, care sunt adecvate și pentru nevoile interne. Cu ajutorul lor, puteți determina aproape orice cantitate de lichid sau gaz, fără a fi necesară instalarea unui model special de calibrare.

Puteți suplimenta materialul nostru cu informații interesante pe tema articolului, puteți pune întrebări de interes sau participa la discuții. Lasă comentariile tale în caseta de mai jos.