Πώς και σε τι μετράται η ροή αερίου: μέθοδοι μέτρησης + επισκόπηση όλων των τύπων μετρητών ροής αερίου

Ένα ροόμετρο είναι μια συσκευή για τη μέτρηση του ογκομετρικού ή του ρυθμού ροής μάζας μιας ουσίας, συμπεριλαμβανομένων φυσικού αερίου, εύφλεκτων, επιθετικών αερίων, προϊόντων διαχωρισμού αέρα. Ο υπολογισμός του όγκου ροής σε βιομηχανικές επιχειρήσεις ή στο σπίτι μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς τη συμμετοχή ειδικών.

Στη συνέχεια, θα περιγράψουμε πώς και σε τι μετράται το αέριο, θα δώσουμε μια περιγραφή των συσκευών που χρησιμοποιούνται για αυτόν τον σκοπό και επίσης θα εξετάσουμε τις κύριες μεθόδους για τον προσδιορισμό της ροής του αερίου.

Άμεση μέθοδος μέτρησης της κατανάλωσης αερίου

Ο όγκος του αερίου υπολογίζεται σε κυβικά μέτρα, λιγότερο συχνά χρησιμοποιούνται άλλες μονάδες μάζας, όπως τόνοι ή κιλά, συνήθως για αέρια διεργασίας.

Η άμεση μέθοδος είναι η μόνη μέθοδος που παρέχει άμεση μέτρηση του όγκου του αερίου που διέρχεται.

Οι αδυναμίες των συσκευών που υπολογίζουν τον ογκομετρικό ή τον ρυθμό ροής μάζας μιας ουσίας περιλαμβάνουν:

1. Η περιορισμένη λειτουργικότητα των μετρητών ροής σε περιβάλλον μολυσμένου αερίου.
2. Υπάρχει μεγάλη πιθανότητα αστοχίας λόγω μερικής απόφραξης της ροής ή πνευματικού σοκ.
3. Υψηλό κόστος περιστροφικών μετρητών σε σύγκριση με άλλες συσκευές.
4. Μεγάλες διαστάσεις συσκευών.

Πολλά πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου επικαλύπτουν τα αναφερόμενα μειονεκτήματα, λόγω των οποίων κέρδισε επίσης τη μεγαλύτερη διανομή στον αριθμό των εγκατεστημένων μετρητών.

Χρησιμοποιώντας έναν μετρητή ροής, μπορείτε να υπολογίσετε τον όγκο ή τη μάζα μιας ουσίας ανά μονάδα χρόνου. Η εγκατάσταση σε κεκλιμένο τμήμα του αγωγού θα μειώσει το σφάλμα μέτρησης

Μεταξύ αυτών - μια άμεση μέτρηση του όγκου αερίου, η απουσία εξάρτησης από την παραμόρφωση του γραφήματος ρυθμού ροής, τόσο στην είσοδο όσο και στην έξοδο, η οποία μειώνειUGG. Το πλάτος του εύρους είναι έως 1: 100. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιούνται μεμβράνες και περιστροφικές συσκευές. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε δωμάτια με εγκατεστημένους λέβητες παλμικού τύπου.

Έμμεσες μέθοδοι μέτρησης

Αυτές οι μέθοδοι περιλαμβάνουν τον υπολογισμό, για παράδειγμα, του ρυθμού ροής μιας ουσίας μέσω μιας δεδομένης περιοχής διατομής. Για να έχετε τα πιο ακριβή αποτελέσματα, είναι απαραίτητο να εξισώσετε την ταχύτητα του αερίου.

Μέτρηση ροής αερίου διαφορικής πίεσης

Μία από τις πιο κοινές και μελετημένες μεθόδους ροής αερίου, με βάση τη χρήση μιας συσκευής περιορισμού, έχει πολλά πλεονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της απλότητας του μηχανισμού μετατροπέα ροής, η δράση του οποίου στοχεύει στη μέτρηση της πτώσης πίεσης μιας ουσίας που ρέει μέσω τοπικής συστολής σε αγωγό αερίου. Δεν απαιτούνται υπολογισμοί μετρητές ροής περίπτερα.

Παρά τη διαθεσιμότητα μιας πλήρους επιστημονικής και τεχνικής βάσης, αυτή η μέθοδος μέτρησης έχει αρκετά σημαντικά μειονεκτήματα - ένα μικρό εύρος μέτρησης, το οποίο ακόμη και λαμβάνοντας υπόψη τους αισθητήρες πίεσης πολλαπλών ορίων, δεν υπερβαίνει την τιμή 1:10.

Οι τυπικές κωνικές συσκευές κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας ειδική τεχνολογία, με υψηλές απαιτήσεις για τραχύτητα. Η χρήση τους επιτρέπεται αποκλειστικά σε ομαλούς αγωγούς.

Υδραυλική αντίσταση σε αγωγούς αερίου Αυξήστε την ευαισθησία στις αλλαγές προγράμματοςμεσαίο ταχύτητες σε βάθος ή πλάτος του ρεύματος στην είσοδο του διαφράγματος. Το μήκος των ίσων τμημάτων μπροστά από τις συσκευές στενότητας πρέπει να είναι τουλάχιστον 10 διαμέτρους της δομής του σωλήνα.

Μέθοδος ταχείας κοστολόγησης

Οι μετατροπείς στροβίλων χρησιμοποιούνται για αυτήν τη μέθοδο. Αυτές οι συσκευές έχουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως μικρές διαστάσεις και βάρος, μια προσιτή τιμή στην κατηγορία τους.

Αυτές οι συσκευές δεν είναι ευαίσθητες σε πνευματικό σοκ. Το εύρος τιμών μέτρησης ροής είναι έως 1:30, το οποίο υπερβαίνει σημαντικά την ίδια ένδειξη για συσκευές περιορισμού.

Ο μετατροπέας ροής στροβίλου TPR μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον σε θερμοκρασία μείον 200 έως +200 ° C, εάν η συσκευή είναι εγκατεστημένη για μη επιθετικά και μονοφασικά κρυογονικά υγρά. Για επιθετικά υγρά, ο δείκτης θα είναι από μείον 60 έως +50 ° C

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν ευαισθησία, αν και ασήμαντη, στις παραμορφώσεις ροής στην είσοδο και την έξοδο της συσκευής, και απόκλιση των αποτελεσμάτων μέτρησης των παλλόμενων ροών αερίου. Με χαμηλό κόστος, από 8 έως 10 m³/ h, τα ροόμετρα δεν λειτουργούν.

Μέθοδος υπερήχων μέτρησης

Η δημοτικότητα των ακουστικών ροόμετρων που μετρούν την ποσότητα αερίου, ειδικά στην εμπορική λογιστική, έχει αναπτυχθεί με την ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής. Στα ακουστικά ροόμετρα δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη, καθώς και μέρη που προεξέχουν στο ρεύμα, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την αξιοπιστία τους.

Η μέτρηση πραγματοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα τιμών λόγω της ικανότητας της συσκευής να λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα από την ενσωματωμένη πηγή ισχύος. Οι οικιακές συσκευές δεν πληρούν όλες τις απαραίτητες απαιτήσεις, καθώς για να αποφευχθεί η επιρροή των στρεβλώσεων ροής αερίου στα αποτελέσματα του υπολογισμού, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιούνται αποκλειστικά μετρητές ροής υπερήχων πολλαπλών ακτίνων.

Ταξινόμηση των μετρητών ροής σύμφωνα με την αρχή της δράσης

Οι μετρητές ροής διαφέρουν με διάφορους τρόπους, όπως πίεση, τύπος αερίου που χρησιμοποιείται και συνθήκες θερμοκρασίας. Επιλέξτε μια συσκευή ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης, καθώς και τις εργασίες.

Τα όργανα μέτρησης αποτελούνται από μέρη όπως ένας μορφοτροπέας που είναι υπεύθυνος για την πτώση πίεσης, το συνδετικό στοιχείο και το μανόμετρο.

Πληκτρολογήστε # 1 - Inkjet αυτόματη δημιουργία μετρητές ροής

Ένας μετρητής ροής αυτού του τύπου, σχεδιασμένος επίσης για τη μέτρηση της ροής του φυσικού αερίου, έχει αρκετά χαρακτηριστικά. Η συσκευή καλύπτεται από αρνητικές ανατροφοδοτήσεις, η συχνότητα των συνδέσεων εκτόξευσης εξαρτάται από τη ροή αερίου.

Οι μετρητές που εκδίδονται βάσει μετρητών ροής jet χρησιμοποιούνται για εμπορική λογιστική χωρίς προκαταρκτική εξέταση.

1 - στοιχείο inkjet. 2 και 3 - μετατροπείς. 4 - συσκευή εξαγωγής σήματος. 5 - ακροφύσιο ισχύος 6 - ένας θάλαμος εργασίας. 7 και 8 - τοίχοι του θαλάμου εργασίας. 9 - διαχωριστής 10 και 11 - ακροφύσια ελέγχου. 12 και 13 - κανάλια λήψης. 14 και 15 - κανάλια αποστράγγισης. 16 και 17 - κανάλια ανατροφοδότησης. 18 - επέκταση του ακροφυσίου ισχύος. 19 - προεξοχή στο ακροφύσιο ισχύος

Μετρητής αεριωθούμενων ροών αυτόματη γεννήτρια τύπος υπόκειται σε απόφραξη, μεταξύ των μειονεκτημάτων του είναι επίσης η αστάθεια του δείκτη μετατροπής.

Αυτές οι συσκευές έχουν παρόμοια μειονεκτήματα με τις συσκευές δίνης:

• Εξάρτηση από την παραμόρφωση του γραφήματος ταχύτητας, υπό την προϋπόθεση ότι χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με όργανα περιορισμού.
• οι μαζικές απώλειες πίεσης είναι μη αναστρέψιμες.
• το κύριο μέρος του μετρητή ροής έχει τεράστιες διαστάσεις.
• σημαντική αστάθεια του ποσοστού μετατροπής.

Πλεονεκτήματααυτόματη γεννήτρια το ροόμετρο δεν διαφέρει από τη συσκευή δίνης, με εξαίρεση την ικανότητα εργασίας με μολυσμένα αέρια. Αυτά τα ροόμετρα δεν έχουν βρει ευρεία πρακτική εφαρμογή στην εμπορική λογιστική.

Τύπος # 2 - Μετρητές ροής Vortex

Υπάρχουν πολλές δυνάμεις των συσκευών, συμπεριλαμβανομένης της ακρίβειας των μετρήσεων, της έλλειψης ευαισθησίας στη μόλυνση και του πνευματικού σοκ, ευκολία λειτουργίας, η συσκευή δεν διαθέτει επίσης κινούμενα μέρη.

Οι συσκευές αντέχουν στις πιο δύσκολες εξωτερικές συνθήκες, η ακρίβεια των δεικτών είναι εγγυημένη σε θερμοκρασία περιβάλλοντος έως και 500 βαθμούς Κελσίου, η μέγιστη στάθμη πίεσης είναι 30 MPa

Είναι επίσης γνωστά σημαντικά μειονεκτήματα από τη χρήση αυτού του τύπου μετρητών ροής - αυξημένη ευαισθησία σε μηχανικές δονήσεις, μείωση πίεσης. Διάμετρος σωλήνα πρέπει να κυμαίνεται από 15-30 cm.

Τύπος # 3 - Μετρητές υπερήχων

Η συσκευή, επίσης γνωστή ως ακουστική, έχει πολλά αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα:

• έλλειψη υδραυλικής αντίστασης.
• η συσκευή δεν έχει κινούμενα μέρη, γεγονός που ενισχύει την αξιοπιστία της.
• αυξημένη αντοχή του μηχανισμού ·
• γρήγορη δράση.

Ένα μετρητή ροής αυτού του τύπου βασίζεται στον προσδιορισμό της διαφοράς στο χρόνο διαδρομής του σήματος.

Η λειτουργία των υπερηχητικών μετρητών ροής είναι ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία, την πίεση περιβάλλοντος, το ιξώδες και την ηλεκτρική αγωγιμότητα, η οποία εγγυάται την ακρίβεια των δεδομένων

Οι αισθητήρες υπερήχων, που βρίσκονται διαγώνια ο ένας στον άλλο, χρησιμεύουν ως δέκτης και εκπομπός. Η χρήση διαφόρων καναλιών αντισταθμίζει την παραμόρφωση του προφίλ ροής.

Τύπος # 4 - Ροόμετρα τυμπάνου

Αυτή η κατηγορία συσκευών χρησιμοποιείται, κατά κανόνα, για εργαστηριακή έρευνα. Η πίεση που συμβαίνει κατά την περιστροφή του τυμπάνου, οδηγεί στο γέμισμα της τομής με αέριο και την επακόλουθη εκκένωσή τους.

Για την πλήρη λειτουργία των μηχανισμών μέτρησης τυμπάνου (χωρίς γεννήτρια παλμών), δεν απαιτείται σταθερή πηγή ισχύος, το οποίο είναι το αδιαμφισβήτητο πλεονέκτημά τους

Ο αριθμός περιστροφών του τυμπάνου είναι ανάλογος με κυβικές μονάδες αερίου, ο δείκτης μεταδίδεται στον επιλογέα του σχεδιασμού μέτρησης. Οι μετρητές ροής τυμπάνου έχουν υψηλή ακρίβεια μέτρησης.

Τύπος # 5 - μετεωρισμός συσκευές

Το κινούμενο μέρος της συσκευής στροφόμετρου περιστρέφεται στα ρουλεμάν, η ταχύτητα είναι ίση με την ογκομετρική ροή αερίου. Η μετατροπή της ταχύτητας της κυκλικής κίνησης σε ένα ηλεκτρικό σήμα πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν δευτερεύοντα μετατροπέα, τα αποτελέσματα αντικατοπτρίζονται στην ένδειξη.

Οι συσκευές μέτρησης μετεωρισμού λειτουργούν σε συνθήκες από -30 έως +50 βαθμούς Κελσίου, το σφάλμα των τιμών κυμαίνεται από ± 1,5%

Μετεωρισμός Οι συσκευές απαιτούνται κατά την εμπορική μέτρηση της κατανάλωσης φυσικού αερίου, τόσο για οικιακούς όσο και για κοινοτικούς σκοπούς.

Τύπος # 6 - Μετρητές μεμβρανών

Το δεύτερο μισό του δέκατου ένατου αιώνα στην Αγγλία χορηγήθηκε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την κατασκευή μιας από τις πιο κοινές συσκευές μέτρησης αερίου.

Η αρχή λειτουργίας ενός μηχανικού μετρητή ροής βασίζεται σε μια αλλαγή στη θέση των κινητών μεμβρανών θαλάμου κατά τη στιγμή της εισόδου του αερίου. Εναλλακτική κίνηση πραγματοποιείται κατά την είσοδο και την έξοδο της ουσίας.

Ο μετρητής ροής αερίου τύπου μεμβράνης μπορεί να αποτελείται από 2 ή 4 θαλάμους, ανάλογα με τους όγκους της μετρούμενης ουσίας και του σχεδιασμού

Η συσκευή υπολογισμού οδηγεί το σύστημα μετάδοσης και τους μοχλούς. Οι μηχανισμοί έχουν ένα ευρύ φάσμα τιμών για μετρήσεις - έως 1: 100.

Τύπος # 7 - Περιστροφικές συσκευές

Στη συσκευή μηχανικού τύπου, δύο ρότορες βρίσκονται στο θάλαμο μέτρησης, οι οποίοι αρχίζουν να κινούνται υπό την πίεση της ουσίας. Τα περιστρεφόμενα μέρη βρίσκονται σε ορθή γωνία το ένα με το άλλο, η αρχική τους θέση καθορίζεται χρησιμοποιώντας τροχούς συγχρονισμού.

Η ποσότητα του αερίου είναι ανάλογη με τον αριθμό των στροφών των στροφείων. Με τη βοήθεια μαγνητικής ζεύξης και κιβωτίου ταχυτήτων, η περιστροφή του ρότορα μεταδίδεται σε συσκευή μέτρησης υπεύθυνη για τη συσσώρευση του όγκου της διερχόμενης ουσίας.

Ο περιστροφικός μετρητής ροής έχει μεγάλη χωρητικότητα, χρησιμοποιείται σε επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, μεσαίου και μικρού όγκου κατανάλωσης αερίου

Τα κύρια πλεονεκτήματα των περιστροφικών μετρητών ροής περιλαμβάνουν υψηλή ακρίβεια μέτρησης, συμπαγή συσκευή, ένα ευρύ φάσμα μετρήσεων ροής. Μεταξύ των μειονεκτημάτων είναι ο θόρυβος του μηχανισμού, το υψηλό κόστος του, η ευαισθησία σε εξωτερικούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της ρύπανσης.

Τύπος # 8 - Μετρητές ροής στροβίλου

Η συσκευή μηχανικού τύπου έχει τη μορφή τμήματος σωλήνων, τοποθετείται εντός του ροόμετρου στρόβιλος με άξονα και κινούμενα στηρίγματα. Η συσκευή ισχύος κινείται λόγω της ουσίας που διέρχεται από το θάλαμο μέτρησης.

Η ταχύτητα του μηχανισμού είναι ίση με την ταχύτητα ροής και τη ροή αερίου. Ο συσσωρευμένος όγκος αντανακλάται στον μηχανισμό μέτρησης, η μεταφορά σε αυτόν πραγματοποιείται μηχανικά χρησιμοποιώντας ένα κιβώτιο ταχυτήτων, σύστημα μετάδοσης.

Ο μετρητής τουρμπίνας μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο με καθαρά προωθητικά - αέριο, υγρό ή ατμούς σε εναιώρημα, υπό την προϋπόθεση ότι δεν περιέχουν στερεά σωματίδια

Εκτός από τα παραπάνω, υπάρχουν και άλλες συσκευές, αλλά χρησιμοποιούνται, κατά κανόνα, στην επιστημονική έρευνα. Στην εμπορική σφαίρα, ουσιαστικά δεν εμπλέκονται.

Σας συνιστούμε επίσης να διαβάσετε το άλλο άρθρο μας, όπου συζητήσαμε λεπτομερώς για το πώς να επιλέξετε μετρητή αερίου για το σπίτι. Περισσότερες λεπτομέρειες - μεταβείτε στη διεύθυνση ο σύνδεσμος.

Συσκευές μέτρησης της ποσότητας αερίου

Οι συσκευές μέτρησης της ροής αερίου σύμφωνα με τη μέθοδο υπολογισμού χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες. Χρησιμοποιούνται υψηλής ταχύτητας για τον προσδιορισμό του αριθμού όγκου του υπό μελέτη μέσου. Αυτές οι συσκευές δεν έχουν θαλάμους μέτρησης. Το ευαίσθητο μέρος είναι στροφείο (εφαπτομενικό ή αξονικό), που προκαλεί την περιστροφή της ροής της ύλης.

Οι ογκομετρικοί μετρητές εξαρτώνται λιγότερο από τον τύπο του προϊόντος. Τα μειονεκτήματά τους περιλαμβάνουν την πολυπλοκότητα του σχεδιασμού, την υψηλή τιμή και τις εντυπωσιακές διαστάσεις. Η συσκευή αποτελείται από αρκετούς θαλάμους μέτρησης, έχει πιο περίπλοκο σχεδιασμό. Αυτός ο τύπος συσκευών χωρίζεται σε διάφορους τύπους - έμβολο, λεπίδα, γρανάζια.

Είναι γνωστή μια άλλη ταξινόμηση μετρητών ποσότητας αερίου, η οποία περιλαμβάνει τρεις τύπους συσκευών: περιστροφικό, τύμπανο και βαλβίδα.

Οι περιστροφικοί μετρητές έχουν υψηλή απόδοση.Η δράση τους βασίζεται στον υπολογισμό του αριθμού των περιστροφών των λεπίδων μέσα στη συσκευή, ο δείκτης αντιστοιχεί στον όγκο του αερίου. Τα κύρια πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν τη μακροζωία, την ανεξαρτησία από την ηλεκτρική ενέργεια και την αυξημένη αντίσταση στις βραχυπρόθεσμες υπερφορτώσεις.

Οι μετρητές αερίου τύπου τυμπάνου λειτουργούν σύμφωνα με την αρχή της μετατόπισης. Οι δείκτες διόρθωσης όπως η θερμοκρασία, η σύνθεση του αερίου και το επίπεδο υγρασίας δεν λαμβάνονται υπόψη

Οι μετρητές τυμπάνων αποτελούνται από ένα περίβλημα, έναν μηχανισμό μέτρησης και ένα τύμπανο με θαλάμους μέτρησης. Η αρχή της λειτουργίας της συσκευής για τη μέτρηση της κατανάλωσης αερίου είναι ο προσδιορισμός του αριθμού των περιστροφών του τυμπάνου, που περιστρέφεται λόγω της διαφοράς πίεσης. Παρά την ακρίβεια των υπολογισμών, αυτός ο τύπος συσκευής δεν βρήκε ευρεία εφαρμογή λόγω του ογκώδους μεγέθους της.

Η αρχή λειτουργίας του τελευταίου τύπου μετρητών, γνωστή ως μετρητής βαλβίδας, βασίζεται στην κίνηση του κινητού διαμερίσματος, το οποίο επηρεάζεται από τη διαφορά πίεσης της ουσίας. Η συσκευή αποτελείται από διάφορα μέρη - έναν μηχανισμό μέτρησης και διανομής αερίου, καθώς και ένα περίβλημα. Έχει μεγάλες διαστάσεις, επομένως χρησιμοποιείται κυρίως στην καθημερινή ζωή.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα

Ο τρόπος λειτουργίας των μετρητών ροής αερίου δίνης θα συζητηθεί στο ακόλουθο βίντεο:

Η μέτρηση της ροής αερίου είναι ένα από τα βασικά καθήκοντα στην παραγωγή. Ένας μεγάλος αριθμός συσκευών με διάφορα σχέδια και αρχές λειτουργίας είναι διαθέσιμοι στην αγορά ροόμετρου, οι οποίες είναι επίσης κατάλληλες για οικιακές ανάγκες. Με τη βοήθειά τους, μπορείτε να προσδιορίσετε σχεδόν οποιαδήποτε ποσότητα υγρού ή αερίου, χωρίς την ανάγκη για ειδική εγκατάσταση μοντέλου βαθμονόμησης.

Μπορείτε να συμπληρώσετε το υλικό μας με ενδιαφέρουσες πληροφορίες σχετικά με το θέμα του άρθρου, να θέσετε ερωτήσεις ενδιαφέροντος ή να συμμετάσχετε στη συζήτηση. Αφήστε τα σχόλιά σας στο παρακάτω πλαίσιο.