Hvordan og på hvilken måde måles gasflow: målemetoder + oversigt over alle typer gasflowmålere

Flowmåler er en anordning til måling af volumen eller massestrøm af et stof, herunder naturgas, brændbare, ætsende gasser, luftseparationsprodukter. Beregning af flowmængder i industrivirksomheder eller i hverdagen kan udføres uden involvering af specialister.

Dernæst vil vi fortælle dig, hvordan og i hvilke mængder gas måles, give en beskrivelse af de instrumenter, der bruges til dette formål, og også overveje de vigtigste metoder til bestemmelse af gasstrøm.

Direkte metode til måling af gasforbrug

Mængden af ​​gas beregnes i kubikmeter; andre masseenheder, såsom tons eller kilogram, er mindre almindeligt anvendt, normalt til procesgasser.

Den direkte metode er den eneste metode, der giver en direkte måling af mængden af ​​gas, der passerer igennem.

Svaghederne ved instrumenter, der beregner den volumetriske eller massestrøm af et stof omfatter:

1. Begrænset ydeevne af flowmålere under forurenede gasforhold.
2. Der er stor sandsynlighed for fejl på grund af delvis flowblokering eller pneumatisk stød.
3. Høje omkostninger ved roterende tællere sammenlignet med andre enheder.
4. Store dimensioner af enheder.

De mange fordele ved denne metode opvejer de anførte ulemper, hvorfor den er blevet mest udbredt i forhold til antallet af installerede målere.

Ved hjælp af en flowmåler kan du beregne volumen eller massen af ​​et stof pr. tidsenhed. Installation på en skrå sektion af rørledningen vil reducere målefejl

Disse omfatter direkte måling af gasvolumen, fravær af afhængighed af forvrængninger i flowhastighedsgrafen, både ved ind- og udløb, hvilket gør det muligt at reducere UUG. Områdets bredde er op til 1:100. Til dette formål anvendes membran- og rotationsanordninger. De kan bruges i rum med installerede pulskedler.

Indirekte målemetoder

Disse metoder går ud på at beregne for eksempel strømningshastigheden af ​​et stof gennem et givet tværsnitsareal. For at opnå de mest nøjagtige resultater er det nødvendigt at udligne gashastigheden.

Måling af gasflow ved differenstryk

En af de mest almindelige og undersøgte gasstrømningsmetoder, baseret på brugen af ​​en restriktionsanordning, har flere fordele, herunder enkelheden af ​​flowtransducermekanismen, hvis virkning er rettet mod at måle trykfaldet af stoffet, der strømmer gennem en lokal begrænsning i gasrørledningen. Ingen beregninger påkrævet flowmåler står.

På trods af tilstedeværelsen af ​​et komplet videnskabeligt og teknisk grundlag har denne målemetode flere væsentlige ulemper - et lille måleområde, som, selv under hensyntagen til multi-range tryksensorer, ikke overstiger en værdi på 1:10.

Standard koniske enheder fremstilles ved hjælp af speciel teknologi med høje krav til ruhed. De kan kun bruges på glatte rørledninger

Hydraulisk modstand i gasrørledninger øge følsomheden over for tidsplanen for ændringer igennemsnit hastigheder langs dybden eller bredden af ​​strømmen ved indgangen til membranen.Længden af ​​de lige sektioner foran indsnævringsanordningerne skal være mindst 10 diametre DN af rørkonstruktionen.

Højhastighedsmetode til beregning af omkostninger

Omformere af turbinetypen bruges til denne metode. Disse enheder har flere fordele, herunder lille størrelse og vægt, og en overkommelig pris i deres kategori.

Disse enheder er ikke følsomme over for pneumatiske stød. Området for flowmåleværdier er op til 1:30, hvilket væsentligt overstiger den samme indikator for begrænsningsanordninger.

TPR-turbineflowomformeren kan bruges i omgivelser ved temperaturer fra minus 200 til +200 °C, hvis enheden er installeret til ikke-aggressive og enfasede kryogene væsker. For aggressive væsker vil indikatoren være fra minus 60 til +50 °C

Ulemper omfatter følsomhed, om end ubetydelig, over for strømningsforvrængninger ved indgangen og udgangen af ​​indretningen, afvigelse af måleresultaterne af pulserende gasstrømme. Ved lave strømningshastigheder i området fra 8 til 10 m³/h, flowmålere er ude af drift.

Ultralydsmålemetode

Populariteten af ​​akustiske flowmålere, som måler mængden af ​​gas, især inden for kommercielt regnskab, er steget med udviklingen af ​​mikroelektronik. Akustiske flowmålere har ingen bevægelige dele eller dele, der stikker ud i flowet, hvilket øger deres pålidelighed væsentligt.

Målingen udføres over en bred vifte af værdier på grund af enhedens evne til at fungere i lang tid fra den indbyggede strømkilde. Husholdningsapparater opfylder ikke alle de nødvendige krav, da for at undgå påvirkningen af ​​gasstrømsforvrængninger på beregningsresultaterne er det nødvendigt udelukkende at bruge multistråle ultralydsflowmålere.

Klassificering af flowmålere efter driftsprincip

Flowmålere adskiller sig i flere parametre, herunder tryk, type gas, der anvendes, og temperaturforhold. Enheden skal vælges afhængigt af brugsbetingelserne samt de tildelte opgaver.

Måleinstrumenter består af dele såsom en transducer, der er ansvarlig for differenstrykket, et forbindelseselement og en trykmåler.

Type #1 - inkjet selvgenerator flowmålere

Denne type flowmåler, også designet til at måle naturgasflow, har flere karakteristiske egenskaber. Enheden er dækket af negativ feedback; hyppigheden af ​​jetforbindelser afhænger af gasstrømmen.

Målere fremstillet på basis af jetflowmålere anvendes til kommercielt regnskab uden forundersøgelse.

1 — jetelement; 2 og 3 - omformere; 4 - signalisoleringsenhed; 5 - kraftdyse; 6 - arbejdskammer; 7 og 8 - arbejdskammerets vægge; 9 - separator; 10 og 11 — kontroldyser; 12 og 13 — modtagende kanaler; 14 og 15 - afløbskanaler; 16 og 17 — feedbackkanaler; 18 — udvidelse af kraftdysen; 19 — afsats på strømmundstykket

Jet flowmåler selvgenerator type er modtagelig for tilstopning; dens ulemper omfatter også ustabilitet i konverteringsraten.

Disse enheder har lignende ulemper som vortex-enheder:

• afhængighed af forvrængning af hastighedsgrafen, forudsat at den bruges i forbindelse med indsnævringsanordninger;
• massive tryktab er irreversible;
• hoveddelen af ​​flowmåleren har enorme dimensioner;
• betydelig ustabilitet i konverteringsraten.

Fordele selvgenerator flowmålere er ikke forskellige fra en vortex-enhed, bortset fra evnen til at arbejde med forurenede gasser.Disse flowmålere har ikke fundet udbredt praktisk anvendelse i kommercielt regnskab.

Type #2 - vortex flowmålere-tællere

Der er flere styrker ved enhederne, herunder nøjagtigheden af ​​målingerne, manglende følsomhed over for snavs og pneumatiske stød, nem betjening, og enheden har heller ingen bevægelige dele.

Enhederne kan modstå de vanskeligste ydre forhold, indikatorernes nøjagtighed er garanteret ved omgivelsestemperaturer op til 500 grader Celsius, det maksimale trykniveau er 30 MPa

Der er også kendte betydelige ulemper ved at bruge denne type flowmålere - øget følsomhed over for mekaniske vibrationer, tryktab. Rør diameter skal være i området 15-30 cm.

Type #3 - ultralydsflowmålere

Enheden, også kendt som en akustisk enhed, har flere ubestridelige fordele:

• mangel på hydraulisk modstand;
• enheden har ingen bevægelige dele, hvilket øger dens pålidelighed;
• øget styrke af mekanismen;
• hurtig handling.

Denne type flowmåler er baseret på at bestemme forskellen i signalets rejsetid.

Driften af ​​ultralydsflowmålere er uafhængig af temperatur, omgivende tryk, viskositet og elektrisk ledningsevne, hvilket garanterer nøjagtigheden af ​​de opnåede data

Ultralydssensorer, placeret diagonalt i forhold til hinanden, udfører funktionerne som en modtager og sender. Brugen af ​​flere kanaler kompenserer for deformationen af ​​strømningsprofilen.

Type #4 - tromleflowmålere

Denne kategori af enheder bruges som regel til laboratorieforskning. Det tryk, der genereres under tromlens rotation, bevirker, at sektionerne fyldes med gas og efterfølgende tømmes.

For fuld drift af trommetællemekanismer (uden en pulsgenerator) er en konstant strømkilde ikke påkrævet, hvilket er deres ubestridelige fordel.

Antallet af omdrejninger af tromlen er proportionalt med de kubiske enheder af gas, indikatoren overføres til urskiven til tællestrukturen. Tromleflowmålere har høj målenøjagtighed.

Type #5 - levitation enheder

Den bevægelige del af omdrejningstællerenheden roterer i lejer, hastigheden er lig med den volumetriske gasstrøm. Hastigheden af ​​cirkulær bevægelse konverteres til et elektrisk signal ved hjælp af en sekundær konverter, resultaterne afspejles på indikatoren.

Levitationsmålere fungerer under forhold fra -30 til +50 grader Celsius, værdifejlen er i området ± 1,5%

Levitation Enhederne er efterspurgte til kommerciel måling af naturgasforbrug, både til husholdnings- og forsyningsformål.

Type #6 - membranmålere

Et patent på fremstilling af en af ​​de mest almindelige gasmåleanordninger blev udstedt i anden halvdel af det nittende århundrede i England.

Funktionsprincippet for en mekanisk flowmåler er baseret på ændring af positionen af ​​bevægelige kammermembraner i det øjeblik, hvor gas kommer ind. Der sker skiftevis bevægelse under indløbet og udløbet af stoffet.

En gasflowmåler af membrantypen kan bestå af 2 eller 4 kamre, afhængig af volumen af ​​det stof, der måles, og designet

Tælleanordningen drives af et system af gearkasser og håndtag. Mekanismerne har en bred vifte af måleværdier - op til 1:100.

Type #7 - roterende enheder

I en mekanisk type enhed er to rotorer placeret i målekammeret, som begynder at bevæge sig under stoffets tryk.De roterende dele er placeret vinkelret på hinanden, deres oprindelige placering er fastgjort ved hjælp af synkroniseringshjul.

Mængden af ​​gas er proportional med antallet af omdrejninger af rotorerne. Ved hjælp af en magnetisk kobling og gearkasse overføres rotorens rotation til en tælleanordning, som er ansvarlig for at akkumulere volumenet af det passerede stof.

Den roterende flowmåler har en høj gennemløbskapacitet og bruges i forsyningsselskaber, mellemstore og små gasforbrugsvirksomheder

De vigtigste fordele ved roterende flowmålere inkluderer høj målenøjagtighed, enhedens kompakthed og en bred vifte af flowmålinger. Blandt ulemperne er mekanismens støj, dens høje omkostninger og følsomhed over for eksterne faktorer, herunder forurening.

Type #8 - turbine flowmålere

Den mekaniske type anordning har form som et stykke rør; inde i flowmåleren er der en turbine med en aksel og bevægelige understøtninger. Strømanordningen bevæger sig på grund af stoffet, der passerer gennem målekammeret.

Mekanismens bevægelseshastighed er lig med strømningshastigheden og gasforbruget. Det akkumulerede volumen afspejles på tællemekanismen; transmissionen til den udføres mekanisk ved hjælp af en gearkasse eller gearsystem.

Turbinemåleren kan kun bruges med rene drivmidler - gas, væske eller damp i suspension, forudsat at de ikke indeholder faste partikler

Ud over de anførte er der andre enheder, men de bruges som regel i videnskabelig forskning. De er praktisk talt ikke involveret i den kommercielle sfære.

Vi anbefaler også at læse vores anden artikel, hvor vi talte i detaljer om, hvordan du vælger en gasmåler til dit hjem. Flere detaljer - gå til link.

Instrumenter til måling af gasmængder

Enheder til måling af gasflow er opdelt i flere kategorier baseret på beregningsmetoden. Hastighedshaver bruges til at bestemme det volumetriske antal af mediet under undersøgelse. Disse enheder har ikke målekamre. Den følsomme del er pumpehjul (tangentiel eller aksial), som drives i rotation af stofstrømmen.

Volumetriske målere er mindre afhængige af produkttypen. Deres ulemper inkluderer kompleksiteten af ​​designet, høj pris og imponerende dimensioner. Enheden består af flere målekamre og har et mere komplekst design. Denne type enheder er opdelt i flere typer - stempel, klinge, gear.

En anden klassificering af gasmængdemålere er kendt, som omfatter tre typer enheder: roterende, tromle og ventil.

Roterende målere har høj gennemstrømning. Deres handling er baseret på at beregne antallet af omdrejninger af knivene inde i enheden, indikatoren svarer til volumenet af gas. Deres vigtigste fordele omfatter holdbarhed, uafhængighed af elektricitet og øget modstand mod kortvarige overbelastninger.

Gasmålere af tromletype fungerer efter forskydningsprincippet. Korrektionsindikatorer som temperatur, gassammensætning og fugtighedsniveauer tages ikke i betragtning

Tromletællere består af et hus, en tællemekanisme og en tromle med målekamre. Driftsprincippet for enheden til måling af gasforbrug er at bestemme antallet af omdrejninger af tromlen, som roterer på grund af trykforskellen. På trods af nøjagtigheden af ​​beregningerne har denne type instrumenter ikke fundet udbredt anvendelse på grund af dens omfangsrige størrelse.

Funktionsprincippet for den sidste type målere, kendt som ventilmålere, er baseret på bevægelsen af ​​en bevægelig skillevæg, som påvirkes af en trykforskel af et stof. Enheden består af flere dele - en tælle- og gasfordelingsmekanisme samt et hus. Den har store dimensioner, så den bruges primært i hverdagen.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Hvordan vortex-gasflowmålere fungerer, vil blive diskuteret i følgende video:

Måling af gasflow er en af ​​nøgleopgaverne i produktionen. Flowmålermarkedet tilbyder et stort antal enheder med forskellige designs og driftsprincipper, der også er velegnede til husholdningsbehov. Med deres hjælp kan du bestemme næsten enhver mængde væske eller gas uden behov for en speciel kalibreringsstandardinstallation.

Du kan supplere vores materiale med interessant information om artiklens emne, stille spørgsmål eller deltage i diskussionen. Skriv dine kommentarer i blokken nedenfor.