Com i en què es mesura el flux de gas: mètodes de mesura + visió general de tots els tipus de mesuradors de gas

Un cabalímetre és un dispositiu per mesurar el cabal volumètric o de massa d’una substància, inclosos gas natural, combustibles, gasos agressius, productes de separació d’aire. El càlcul dels cabals de flux a les empreses industrials o a la llar es pot realitzar sense la participació d’especialistes.

A continuació, descriurem com i en què es mesura el gas, donarem una descripció dels dispositius que s’utilitzen per a aquest propòsit i també considerarem els mètodes principals per determinar el flux de gas.

Mètode directe de mesura del consum de gas

El volum de gas es calcula en metres cúbics, menys utilitzats són altres unitats de massa, com ara tones o quilograms, generalment per a gasos de procés.

El mètode directe és l’únic mètode que proporciona una mesura directa del volum de gas que passa.

Els punts febles dels dispositius que calculen el cabal volumètric o de massa d’una substància inclouen:

1. La limitada operativitat dels comptadors en un entorn de gasos contaminats.
2. Hi ha una elevada probabilitat de fallada per bloqueig parcial del flux o xoc pneumàtic.
3. Alt cost dels comptadors rotatius en comparació amb altres dispositius.
4. Grans dimensions dels dispositius.

Nombrosos avantatges d’aquest mètode sobreposen els inconvenients a la llista, a causa dels quals també va obtenir la major distribució en el nombre de comptadors instal·lats.

Mitjançant un cabalímetre, podeu calcular el volum o la massa d’una substància per unitat de temps. La instal·lació en una secció inclinada del conducte reduirà l’error de mesura

Entre ells: una mesura directa del volum de gas, l'absència de dependència de la distorsió del gràfic de cabal, tant a l'entrada com a la sortida, que redueixUGG. L'amplada de l'interval és de fins a 1: 100. Per a aquest propòsit s’utilitzen membranes i dispositius rotatius. Es poden utilitzar en habitacions amb calderes de tipus polsat instal·lades.

Mètodes de mesurament indirectes

Aquests mètodes inclouen el càlcul, per exemple, del cabal d’una substància a través d’una àrea transversal determinada. Per obtenir els resultats més precisos, cal igualar la velocitat del gas.

Mesura del cabal de pressió de pressió diferencial

Un dels mètodes més habituals i estudiats de flux de gas, basats en l’ús d’un dispositiu de constricció, presenta diversos avantatges, entre els quals s’inclou la simplicitat del mecanisme transductor de flux, l’acció del qual està dirigida a mesurar la caiguda de pressió d’una substància que flueix a través d’una constricció local en un gasoducte. No calcular càlculs mesuradors de cabal parades.

Malgrat la disponibilitat d’una base científica i tècnica completa, aquest mètode té diversos inconvenients importants: un petit rang de mesurament, que fins i tot tenint en compte els sensors de pressió multi-límit, no supera el valor 1:10.

Els dispositius de connexió estàndard es fabriquen mitjançant tecnologia especial, amb alts requisits de rugositat. El seu ús està permès exclusivament en canonades suaus.

Resistència hidràulica a gasoductes augmentar la sensibilitat als canvis d’horari enmitjà velocitats de profunditat o amplada del corrent a l'entrada del diafragma. La longitud de les seccions rectes davant dels dispositius d’estrenyiment ha de ser d’almenys 10 diàmetres de l’estructura de la canonada.

Mètode ràpid de costos

Per a aquest mètode s'utilitzen convertidors de turbines. Aquests dispositius presenten diversos avantatges, incloent dimensions reduïdes i pes, a un preu assequible a la seva categoria.

Aquests dispositius no són sensibles a cops pneumàtics. L'interval de valors de mesura de cabal és de fins a 1:30, que supera significativament el mateix indicador per a dispositius de restringiment.

Es pot utilitzar un transductor de flux de turbina en un entorn a temperatures de menys de 200 a +200 ° C, si el dispositiu està instal·lat per a líquids criogènics no agressius i monofàsics. Per als líquids agressius, l’indicador serà de menys de 60 a +50 ° C

Els inconvenients són la sensibilitat, encara que poc significativa, a les distorsions del flux a l’entrada i sortida del dispositiu, i la desviació dels resultats de mesura dels fluxos de gas pulsatius. De baix cost, en un rang de 8 a 10 m³/ h, els comptadors no funcionen.

Mètode de mesurament en ultrasons

La popularitat dels cabalímetres acústics que mesuren la quantitat de gas, sobretot en la comptabilitat comercial, ha crescut amb el desenvolupament de la microelectrònica. Als comptadors de cabal acústic no hi ha parts mòbils, ni parts que sobresurten al corrent, cosa que augmenta notablement la seva fiabilitat.

La mesura es realitza en una àmplia gamma de valors degut a la capacitat del dispositiu de treballar durant molt de temps des de la font d’energia incorporada. Els dispositius domèstics no compleixen tots els requisits necessaris, ja que per evitar la influència de les distorsions del flux de gas en els resultats del càlcul, és necessari utilitzar comptadors d'ultrasons ultrasònics multigarant exclusivament.

Classificació dels cabalímetres segons el principi d’acció

Els cabalímetres es diferencien de diverses maneres, incloent-hi la pressió, el tipus de gas utilitzat i les condicions de temperatura. Trieu un dispositiu en funció de les condicions d’ús, així com de les tasques.

Els instruments de mesura consisteixen en peces com un transductor responsable de la caiguda de pressió, l’element de connexió i el manòmetre.

Tipus # 1: Injecció de tinta autogenerador mesuradors de cabal

Un cabalímetre d’aquest tipus, també dissenyat per mesurar el flux de gas natural, té diverses característiques distintives. El dispositiu està cobert per comentaris negatius, la freqüència de les connexions del raig depèn del flux de gas.

Els comptadors emesos sobre la base de cabalímetres s'utilitzen per a la comptabilitat comercial sense examen previ.

1: element d'injecció de tinta; 2 i 3: convertidors; 4 - dispositiu d’extracció de senyal; 5 - broquet de potència; 6 - una cambra de treball; 7 i 8 - parets de la cambra de treball; 9 - separador; 10 i 11: filtres de control; 12 i 13: canals de recepció; 14 i 15 - canals de drenatge; 16 i 17: canals de retroalimentació; 18 - expansió de la boquilla de potència; 19 - cobertor de la boquilla

Mesurador de flux de raig generador automàtic El tipus està subjecte a obstruccions, entre els seus desavantatges també hi ha la inestabilitat de l’indicador de conversió.

Aquests dispositius tenen desavantatges similars als dispositius de vòrtex:

• Dependència de la distorsió del gràfic de velocitat, sempre que s'utilitzi conjuntament amb instruments de restringiment;
• les pèrdues massives de pressió són irreversibles;
• la part principal del cabalímetre té grans dimensions;
• inestabilitat significativa del tipus de conversió.

Avantatgesgenerador automàtic el cabalímetre no difereix del dispositiu de vòrtex, a excepció de la capacitat de treballar amb gasos contaminats. Aquests comptadors no han trobat una àmplia aplicació pràctica en la comptabilitat comercial.

Tipus # 2 - Mesuradors de flux de vòrtex

Hi ha diversos punts forts dels dispositius, incloent la precisió de les mesures, la falta de sensibilitat a la contaminació i els xocs pneumàtics, la facilitat de funcionament, el dispositiu també manca de peces mòbils.

Els dispositius resisteixen les condicions externes més difícils, la precisió dels indicadors es garanteix a una temperatura ambient de fins a 500 graus centígrads, el nivell de pressió màxim és de 30 MPa

Es coneixen també desavantatges significatius d’utilitzar aquest tipus de cabalímetres: augment de la sensibilitat a les vibracions mecàniques, reducció de la pressió. Diàmetre de la canonada hauria d’estar entre 15-30 cm.

Tipus # 3: Mesuradors d'ultrasons

El dispositiu, també conegut com a acústic, presenta diversos avantatges innegables:

• manca de resistència hidràulica;
• el dispositiu no té parts mòbils, la qual cosa millora la seva fiabilitat;
• augment de la força del mecanisme;
• acció ràpida.

Un cabalímetre d'aquest tipus es basa en determinar la diferència en el temps de recorregut del senyal.

El funcionament dels comptadors de ultrasons són independents de la temperatura, la pressió ambient, la viscositat i la conductivitat elèctrica, cosa que garanteix la precisió de les dades

Els sensors d'ultrasons, situats en diagonal els uns dels altres, serveixen de receptor i d'emissor. L’ús de diversos canals compensa la deformació del perfil de flux.

Tipus # 4 - Cabalímetres de tambor

Aquesta categoria de dispositius s'utilitza, per regla general, per a la investigació de laboratori. La pressió que es produeix durant la rotació del tambor, porta a omplir la secció amb gas i el seu posterior buidatge.

Per al funcionament complet dels mecanismes de recompte de tambors (sense generador de pols), no cal una font d’energia constant, que és el seu avantatge indiscutible

El nombre de revolucions del tambor és proporcional a les unitats cúbiques de gas, l’indicador es transmet al dial del disseny de comptatge. Els cabalímetres tenen un alt nivell de precisió de mesurament.

Tipus # 5 - levitació dispositius

La part mòbil del dispositiu del taquímetre gira als coixinets, la velocitat és igual al flux volumètric de gas. La conversió de la velocitat de moviment circular en un senyal elèctric es realitza mitjançant un convertidor secundari, els resultats es reflecteixen a l’indicador.

Els dispositius de dosificació de levitació funcionen en condicions de -30 a +50 graus centígrads, l'error dels valors està en un rang de ± 1,5%

Levitació els aparells demanen la mesura comercial del consum de gas natural, tant per a usos domèstics com comunitaris.

Tipus # 6 - Comptadors de membranes

La segona meitat del segle XIX a Anglaterra es va atorgar una patent per a la fabricació d’un dels aparells de dosificació més habituals per a la mesura del gas.

El principi de funcionament d’un cabalímetre mecànic es basa en un canvi de posició de les membranes de la cambra mòbil en el moment d’entrar gas. El moviment alternatiu es realitza durant l’entrada i sortida de la substància.

El mesurador de gas de tipus membrana pot constar de 2 o 4 cambres, segons els volums de la substància i el disseny mesurats

El dispositiu de càlcul condueix el sistema d'engranatges i les palanques. Els mecanismes tenen una àmplia gamma de valors per a mesures - fins a 1: 100.

Tipus # 7 - Electrodomèstics rotatius

En el dispositiu de tipus mecànic, es troben dos rotors a la cambra de mesura, que comencen a moure's sota la pressió de la substància. Les peces giratòries es troben en angles rectes entre si, la seva ubicació inicial es fixa mitjançant rodes de sincronitzador.

La quantitat de gas és proporcional al nombre de revolucions dels rotors. Amb l'ajut d'un acoblat magnètic i d'una caixa de canvis, la rotació del rotor es transmet a un dispositiu de recompte responsable de l'acumulació del volum de la substància passada.

El cabalímetre rotatiu té una gran capacitat, s'utilitza en utilitats, mitjans i petits volums de consum de gas

Els principals avantatges dels fluxòmetres giratoris inclouen una gran precisió de mesurament, una compacitat del dispositiu, una àmplia gamma de mesures de cabal. Entre els desavantatges es troben el soroll del mecanisme, el seu elevat cost, la sensibilitat a factors externs, inclosa la contaminació.

Tipus # 8 - Mesuradors de turbina

L’aparell de tipus mecànic té la forma d’un segment de canonada, una turbina amb un eix i suports mòbils es col·loca dins del cabalímetre. El dispositiu d’energia es mou a causa de la substància que passa per la cambra de mesura.

La velocitat del mecanisme és igual al cabal i al flux de gas. El volum acumulat es reflecteix en el mecanisme de recompte, la transferència a aquest es realitza mecànicament mitjançant una caixa de canvis, un sistema d’engranatges.

El mesurador de turbines només es pot utilitzar amb propulsors nets: gas, líquid o vapor en suspensió, sempre que no continguin partícules sòlides

A més dels anteriors, hi ha altres dispositius, però s’utilitzen, per regla general, en investigacions científiques. En l'àmbit comercial pràcticament no hi participen.

També us recomanem que llegiu el nostre altre article, on vam parlar detalladament sobre com triar un mesurador de gas per a la llar. Més detalls: aneu a l'enllaç.

Dispositius de mesura de la quantitat de gas

Els dispositius per mesurar el cabal de gas segons el mètode de càlcul es divideixen en diverses categories. Els d’alta velocitat s’utilitzen per determinar el nombre de volum del medi estudiat. Aquests dispositius no tenen cambres de mesura. La part sensible és impulsor (tangencial o axial), que fa que giri el flux de matèria.

Els comptadors volumètrics depenen menys del tipus de producte. Entre els seus inconvenients es troba la complexitat del disseny, l’elevat preu i les dimensions impressionants. L’aparell consta de diverses cambres de mesura, té un disseny més complex. Aquest tipus de dispositius es divideixen en diversos tipus: pistó, fulla, engranatge.

Es coneix una altra classificació dels mesuradors de quantitat de gas, que inclou tres tipus d'aparells: rotatiu, tambor i vàlvula.

Els comptadors rotatius tenen un cabal elevat.La seva acció es basa en el càlcul del nombre de revolucions de les fulles a l’interior del dispositiu, l’indicador correspon al volum de gas. Els seus principals avantatges són la longevitat, la independència de l'electricitat i la resistència a les sobrecàrregues a curt termini.

Els mesuradors de gas de tipus tambor funcionen amb el principi de desplaçament. No es tenen en compte indicadors de correcció com la temperatura, la composició del gas i el nivell d’humitat

Els comptadors de tambor consisteixen en una carcassa, un mecanisme de recompte i un tambor amb cambres de mesura. El principi de funcionament del dispositiu per mesurar el consum de gas és determinar el nombre de revolucions del tambor, que gira a causa de la diferència de pressió. Malgrat la precisió dels càlculs, aquest tipus de dispositiu no ha trobat una aplicació àmplia a causa de la seva voluminosa mida.

El principi de funcionament d’aquest últim tipus de comptadors, conegut com a mesuradors de vàlvules, es basa en el moviment de la partició mòbil, afectada per la diferència de pressió de la substància. El dispositiu consta de diverses parts: un mecanisme de recompte i distribució de gas, així com un carcassa. Té grans dimensions, per tant s’utilitza principalment en la vida quotidiana.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Com funcionarà els comptadors de cabal de vòrtex en el següent vídeo:

La mesura del flux de gas és una de les tasques clau de la producció. Al mercat de comptadors es disposa d'un gran nombre de dispositius amb diversos dissenys i principis de funcionament adequats per a les necessitats domèstiques. Amb la seva ajuda, podeu determinar gairebé qualsevol quantitat de líquid o gas sense necessitat d’instal·lar un model especial de calibratge.

Podeu complementar el nostre material amb informació interessant sobre el tema de l’article, fer preguntes d’interès o participar en la discussió. Deixa els teus comentaris al quadre següent.