كيف وما هو قياس تدفق الغاز: طرق القياس + نظرة عامة على جميع أنواع عدادات تدفق الغاز

مقياس التدفق هو جهاز لقياس معدل التدفق الحجمي أو الجماعي للمادة ، بما في ذلك الغاز الطبيعي والغازات القابلة للاشتعال والعدوانية ومنتجات فصل الهواء. يمكن حساب حجم التدفق في المؤسسات الصناعية أو في المنزل دون إشراك المتخصصين.

بعد ذلك ، سنصف كيفية قياس الغاز وما هو قياسه ، وسنقدم وصفًا للأجهزة المستخدمة لهذا الغرض ، ونأخذ في الاعتبار أيضًا الطرق الرئيسية لتحديد تدفق الغاز.

الطريقة المباشرة لقياس استهلاك الغاز

يتم حساب حجم الغاز بالمتر المكعب ، والأقل استخدامًا هو الوحدات الأخرى للكتلة ، مثل الأطنان أو الكيلوجرامات ، عادةً لغازات المعالجة.

الطريقة المباشرة هي الطريقة الوحيدة التي توفر قياسًا مباشرًا لحجم الغازات المارة.

تشمل نقاط ضعف الأجهزة التي تحسب معدل التدفق الحجمي أو الجماعي للمادة ما يلي:

1. التشغيل المحدود لعدادات التدفق في بيئة غازية ملوثة.
2. هناك احتمال كبير للفشل بسبب الانسداد الجزئي للتدفق أو الصدمة الهوائية.
3. تكلفة عالية للعدادات الدوارة بالمقارنة مع الأجهزة الأخرى.
4. أبعاد كبيرة للأجهزة.

تتداخل العديد من المزايا لهذه الطريقة مع العيوب المدرجة ، والتي اكتسبت أيضًا أكبر توزيع في عدد العدادات المثبتة.

باستخدام مقياس التدفق ، يمكنك حساب حجم أو كتلة مادة لكل وحدة زمنية. سيقلل التثبيت على جزء مائل من خط الأنابيب من خطأ القياس

من بينها - قياس مباشر لحجم الغاز ، وغياب الاعتماد على تشويه الرسم البياني لمعدل التدفق ، سواء في المدخل أو في المخرج ، مما يقللUGG. عرض النطاق يصل إلى 1: 100. لهذا الغرض ، يتم استخدام الغشاء والأجهزة الدوارة. يمكن استخدامها في الغرف المزودة بغلايات من النوع النبضي.

طرق القياس غير المباشر

تتضمن هذه الطرق ، على سبيل المثال ، حساب معدل تدفق المادة عبر منطقة مستعرضة معينة. للحصول على أدق النتائج ، من الضروري معادلة سرعة الغاز.

قياس تدفق الغاز بالضغط التفاضلي

واحدة من أكثر طرق تدفق الغاز شيوعًا ودراسة ، استنادًا إلى استخدام جهاز الانقباض ، لها العديد من المزايا ، بما في ذلك بساطة آلية محول التدفق ، والتي يهدف عملها إلى قياس انخفاض ضغط مادة تتدفق من خلال الانقباض المحلي في خط أنابيب الغاز. لا الحسابات المطلوبة مقاييس التدفق المدرجات.

على الرغم من توفر قاعدة علمية وتقنية كاملة ، فإن طريقة القياس هذه لها العديد من العوائق الهامة - نطاق قياس صغير ، حتى مع مراعاة أجهزة استشعار الضغط متعدد الحدود ، لا يتجاوز القيمة 1:10.

يتم تصنيع أجهزة السحب القياسية باستخدام تقنية خاصة ، مع متطلبات عالية للخشونة. يُسمح باستخدامها حصريًا على خطوط الأنابيب الملساء.

المقاومة الهيدروليكية في خطوط أنابيب الغاز زيادة الحساسية لجدولة التغييرات فيمتوسط سرعات في عمق أو عرض التيار عند مدخل الحجاب الحاجز. يجب أن يكون طول الأجزاء المستقيمة أمام أجهزة التضيق 10 أقطار على الأقل من هيكل الأنبوب.

طريقة التكلفة السريعة

يتم استخدام محولات التوربينات لهذه الطريقة. تتمتع هذه الأجهزة بالعديد من المزايا ، بما في ذلك الأبعاد الصغيرة والوزن ، بسعر مناسب في فئتها.

هذه الأجهزة ليست حساسة للصدمات الهوائية. نطاق قيم قياس التدفق يصل إلى 1:30 ، والذي يتجاوز بشكل كبير نفس المؤشر لتضييق الأجهزة.

يمكن استخدام محول تدفق توربين TPR في بيئة عند درجة حرارة تتراوح من 200 إلى +200 درجة مئوية ، إذا تم تركيب الجهاز للسوائل المبردة غير العدوانية ومرحلة واحدة. بالنسبة للسوائل العدوانية ، سيكون المؤشر من ناقص 60 إلى +50 درجة مئوية

تشمل العيوب الحساسية ، وإن كانت غير ذات أهمية ، لتشوهات التدفق عند مدخل ومخرج الجهاز ، وانحراف نتائج قياس تدفق الغازات النابضة. بتكاليف منخفضة ، في حدود 8 إلى 10 م³/ h ، عدادات التدفق غير صالحة للعمل.

طريقة القياس بالموجات فوق الصوتية

شعبية مقاييس التدفق الصوتية التي تقيس كمية الغاز, خاصة في المحاسبة التجارية ، نمت مع تطور الإلكترونيات الدقيقة. في مقاييس التدفق الصوتي ، لا توجد أجزاء متحركة ، وكذلك الأجزاء البارزة في التيار ، مما يزيد من موثوقيتها بشكل كبير.

يتم إجراء القياس في مجموعة واسعة من القيم نظرًا لقدرة الجهاز على العمل لفترة طويلة من مصدر الطاقة المدمج. لا تستوفي الأجهزة المحلية جميع المتطلبات الضرورية ، لأنه لتجنب تأثير تشوهات تدفق الغاز على نتائج الحساب ، من الضروري استخدام عدادات التدفق فوق الصوتي متعددة الحزم حصريًا.

تصنيف عدادات التدفق حسب مبدأ العمل

تختلف مقاييس التدفق بعدة طرق ، بما في ذلك الضغط ونوع الغاز المستخدم وظروف درجة الحرارة. اختر جهازًا وفقًا لظروف الاستخدام ، بالإضافة إلى المهام.

تتكون أدوات القياس من أجزاء مثل محول الطاقة المسؤول عن هبوط الضغط وعنصر التوصيل ومقياس الضغط.

اكتب # 1 - النافثة للحبر توليد تلقائي مقاييس التدفق

مقياس التدفق من هذا النوع ، المصمم أيضًا لقياس تدفق الغاز الطبيعي ، له العديد من الخصائص المميزة. الجهاز مغطى بالتغذية الراجعة السلبية ، يعتمد تكرار الاتصالات النفاثة على تدفق الغاز.

تستخدم العدادات الصادرة على أساس عدادات تدفق الطائرات للمحاسبة التجارية دون فحص أولي.

1 - عنصر نفث الحبر ؛ 2 و 3 - المحولات ؛ 4 - جهاز استخلاص الإشارة ؛ 5 - فوهة الطاقة ؛ 6 - غرفة عمل ؛ 7 و 8 - جدران غرفة العمل ؛ 9 - فاصل ؛ 10 و 11 - فوهات التحكم ؛ 12 و 13 - قنوات الاستقبال ؛ 14 و 15 - قنوات التصريف ؛ 16 و 17 - قنوات التغذية الراجعة ؛ 18 - توسيع فوهة الطاقة ؛ 19 - الحافة على فوهة الطاقة

عداد التدفق النفاث مولد السيارات النوع عرضة للانسداد ، ومن عيوبه أيضًا عدم استقرار مؤشر التحويل.

هذه الأجهزة لها عيوب مماثلة مع الأجهزة الدوامة:

• الاعتماد على تشويه الرسم البياني للسرعة ، شريطة استخدامه بالتزامن مع أدوات التضييق ؛
• خسائر الضغط الهائلة لا رجعة فيها ؛
• الجزء الرئيسي من مقياس التدفق له أبعاد ضخمة ؛
• عدم استقرار كبير في معدل التحويل.

المزايامولد السيارات لا يختلف مقياس التدفق عن جهاز الدوامة ، باستثناء القدرة على العمل مع الغازات الملوثة. لم تجد مقاييس التدفق هذه تطبيقًا عمليًا واسعًا في المحاسبة التجارية.

النوع # 2 - عدادات التدفق الدوامي

هناك العديد من نقاط القوة للأجهزة ، بما في ذلك دقة القياسات ، ونقص الحساسية للتلوث والصدمات الهوائية ، وسهولة التشغيل ، كما يفتقر الجهاز إلى الأجزاء المتحركة.

الأجهزة تتحمل أصعب الظروف الخارجية ، دقة المؤشرات مضمونة عند درجة حرارة محيطة تصل إلى 500 درجة مئوية ، أقصى مستوى للضغط هو 30 ميجا باسكال

من المعروف أيضًا وجود عيوب كبيرة في استخدام هذا النوع من عدادات التدفق - زيادة الحساسية للاهتزازات الميكانيكية ، وانخفاض الضغط. قطر الأنبوب يجب أن يكون في حدود 15-30 سم.

النوع # 3 - عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية

الجهاز ، المعروف أيضًا باسم الصوت ، له العديد من المزايا التي لا يمكن إنكارها:

• نقص المقاومة الهيدروليكية ؛
• لا يحتوي الجهاز على أجزاء متحركة ، مما يعزز موثوقيته ؛
• زيادة قوة الآلية ؛
• عمل سريع.

يعتمد مقياس التدفق من هذا النوع على تحديد الاختلاف في وقت انتقال الإشارة.

تشغيل عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية مستقلة عن درجة الحرارة والضغط المحيط واللزوجة والتوصيل الكهربائي ، مما يضمن دقة البيانات

تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، التي تقع قطريًا بالنسبة لبعضها البعض ، كمستقبل وباعث. يعوض استخدام عدة قنوات عن تشوه ملف التدفق.

النوع رقم 4 - مقاييس التدفق الأسطوانية

يتم استخدام هذه الفئة من الأجهزة ، كقاعدة عامة ، للبحث المختبري. يؤدي الضغط الذي يحدث أثناء دوران الأسطوانة إلى ملء القسم بالغاز وتفريغه اللاحق.

من أجل التشغيل الكامل لآليات عد الأسطوانة (بدون مولد نبضي) ، لا توجد حاجة إلى مصدر طاقة ثابت ، وهو ميزة لا جدال فيها

يتناسب عدد دورات الأسطوانة مع وحدات الغاز المكعبة ، ويتم إرسال المؤشر إلى قرص تصميم العد. أجهزة قياس تدفق الأسطوانة لها دقة قياس عالية.

النوع # 5 - الرفع الأجهزة

الجزء المتحرك من جهاز مقياس سرعة الدوران يدور في المحامل ، السرعة تساوي تدفق الغاز الحجمي. يتم تحويل سرعة الحركة الدائرية إلى إشارة كهربائية باستخدام محول ثانوي ، وتنعكس النتائج على المؤشر.

تعمل أجهزة قياس الرفع في ظروف من -30 إلى +50 درجة مئوية ، وخطأ القيم في نطاق ± 1.5٪

الرفع الأجهزة مطلوبة في القياس التجاري لاستهلاك الغاز الطبيعي ، سواء للأغراض المنزلية أو الجماعية.

النوع # 6 - عدادات الغشاء

تم منح براءة اختراع لتصنيع أحد أجهزة القياس الأكثر شيوعًا لقياس الغاز في النصف الثاني من القرن التاسع عشر في إنجلترا.

يعتمد مبدأ تشغيل مقياس التدفق الميكانيكي على تغيير في موضع أغشية الغرفة المنقولة في وقت دخول الغاز. يتم تنفيذ الحركة البديلة أثناء مدخل ومخرج المادة.

يمكن أن يتكون عداد تدفق الغاز من النوع الغشائي من غرفتين أو 4 غرف ، اعتمادًا على أحجام المادة والتصميم المقاس

يقوم جهاز الحساب بتشغيل نظام التروس والرافعات. تحتوي الآليات على مجموعة كبيرة من القيم للقياسات - حتى 1: 100.

اكتب # 7 - الأجهزة الدوارة

في جهاز النوع الميكانيكي ، يوجد دواران في غرفة القياس ، والتي تبدأ في التحرك تحت ضغط المادة. تقع الأجزاء الدوارة بزاوية قائمة على بعضها البعض ، ويتم إصلاح موقعها الأولي باستخدام عجلات المزامن.

كمية الغاز تتناسب مع عدد دورات الدوار. بمساعدة اقتران مغناطيسي وعلبة تروس ، يتم نقل دوران الدوار إلى جهاز العد المسؤول عن تراكم حجم المادة المارة.

مقياس التدفق الدوار لديه سعة كبيرة ، ويستخدم في المرافق ، الأحجام المتوسطة والصغيرة من استهلاك الغاز

تشمل المزايا الرئيسية لمقاييس التدفق الدوارة دقة قياس عالية ، وضغط الجهاز ، ومجموعة واسعة من قياسات التدفق. من بين العيوب ضجيج الآلية ، وتكلفتها العالية ، وحساسيتها للعوامل الخارجية ، بما في ذلك التلوث.

النوع # 8 - عدادات تدفق التوربينات

يحتوي الجهاز النوع الميكانيكي على شكل جزء من الأنابيب ، ويتم وضع التوربين مع عمود ودعامات متحركة داخل مقياس التدفق. يتحرك جهاز الطاقة بسبب مرور المادة عبر غرفة القياس.

سرعة الآلية تساوي معدل التدفق وتدفق الغاز. ينعكس الحجم المتراكم على آلية العد ، ويتم النقل إليه ميكانيكيًا باستخدام علبة التروس ، نظام التروس.

لا يمكن استخدام عداد التوربين إلا مع الوقود الدافع النظيف - غاز أو سائل أو بخار معلق ، شريطة ألا يحتوي على جزيئات صلبة

بالإضافة إلى ما سبق ، هناك أجهزة أخرى ، ولكن يتم استخدامها ، كقاعدة عامة ، في البحث العلمي. في المجال التجاري ، لا يشاركون عمليًا.

نوصي أيضًا بقراءة مقالنا الآخر ، حيث تحدثنا بالتفصيل حول كيفية اختيار عداد الغاز للمنزل. مزيد من التفاصيل - اذهب إلى الرابط.

أجهزة قياس كمية الغاز

تنقسم أجهزة قياس تدفق الغاز وفقًا لطريقة الحساب إلى عدة فئات. يتم استخدام تلك عالية السرعة لتحديد عدد حجم الوسط قيد الدراسة. هذه الأجهزة لا تحتوي على غرف قياس. الجزء الحساس المكره (عرضي أو محوري) ، مما يتسبب في دوران المادة.

مقاييس الحجم أقل اعتمادًا على نوع المنتج. تشمل عيوبها تعقيد التصميم والسعر المرتفع والأبعاد المثيرة للإعجاب. يتكون الجهاز من عدة غرف قياس ذات تصميم أكثر تعقيدًا. ينقسم هذا النوع من الأجهزة إلى عدة أنواع - مكبس ، شفرة ، معدات.

يُعرف تصنيف آخر لمقاييس كمية الغاز ، والذي يتضمن ثلاثة أنواع من الأجهزة: الروتاري ، الأسطوانة ، والصمام.

العدادات الدوارة لها إنتاجية عالية.يعتمد عملهم على حساب عدد دورات الشفرات داخل الجهاز ، يتوافق المؤشر مع حجم الغاز. وتشمل مزاياها الرئيسية طول العمر والاستقلالية عن الكهرباء وزيادة المقاومة للأحمال الزائدة قصيرة المدى.

تعمل عدادات الغاز من نوع الأسطوانة على مبدأ الإزاحة. لا يتم أخذ مؤشرات التصحيح مثل درجة الحرارة وتكوين الغاز ومستوى الرطوبة في الاعتبار

تتكون عدادات الأسطوانة من مبيت وآلية عد وطبل مع غرف قياس. مبدأ تشغيل الجهاز لقياس استهلاك الغاز هو تحديد عدد دورات الاسطوانة التي تدور بسبب اختلاف الضغط. على الرغم من دقة الحسابات ، لم يجد هذا النوع من الأجهزة تطبيقًا واسعًا بسبب حجمه الضخم.

يعتمد مبدأ تشغيل النوع الأخير من العدادات ، المعروف باسم عدادات الصمام ، على حركة القسم المتحرك ، الذي يتأثر بفرق الضغط للمادة. يتكون الجهاز من عدة أجزاء - آلية العد وتوزيع الغاز ، وكذلك السكن. لها أبعاد كبيرة ، لذلك فهي تستخدم بشكل رئيسي في الحياة اليومية.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

كيف ستتم مناقشة عدادات تدفق الغاز الدوامة في الفيديو التالي:

يعد قياس تدفق الغاز من المهام الرئيسية في الإنتاج. يتوفر عدد كبير من الأجهزة ذات التصاميم المختلفة ومبادئ التشغيل في سوق مقياس التدفق ، وهي مناسبة أيضًا للاحتياجات المحلية. بمساعدتهم ، يمكنك تحديد أي كمية تقريبًا من السائل أو الغاز ، دون الحاجة إلى تثبيت نموذج معايرة خاص.

يمكنك استكمال موادنا بمعلومات مثيرة للاهتمام حول موضوع المقالة أو طرح أسئلة ذات أهمية أو المشاركة في المناقشة. اترك تعليقاتك في المربع أدناه.