Cómo y en qué se mide el flujo de gas: métodos de medición + descripción general de todos los tipos de medidores de flujo de gas

Un medidor de flujo es un dispositivo para medir el caudal volumétrico o másico de una sustancia, que incluye gas natural, combustible, gases agresivos, productos de separación de aire. El cálculo de los volúmenes de flujo en empresas industriales o en el hogar puede realizarse sin la participación de especialistas.

A continuación, describiremos cómo y en qué gas se mide, daremos una descripción de los dispositivos que se usan para este propósito y también consideraremos los principales métodos para determinar el flujo de gas.

Método directo de medición del consumo de gas.

El volumen de gas se calcula en metros cúbicos, menos utilizados son otras unidades de masa, como toneladas o kilogramos, generalmente para gases de proceso.

El método directo es el único método que proporciona una medición directa del volumen de gas que pasa.

Las debilidades de los dispositivos que calculan el caudal volumétrico o másico de una sustancia incluyen:

1. La operabilidad limitada de los medidores de flujo en un ambiente de gas contaminado.
2. Hay una alta probabilidad de falla debido al bloqueo parcial del flujo o choque neumático.
3. Alto costo de los contadores rotativos en comparación con otros dispositivos.
4. Grandes dimensiones de dispositivos.

Numerosas ventajas de este método se superponen a las desventajas enumeradas, por lo que también obtuvo la mayor distribución en el número de contadores instalados.

Con un medidor de flujo, puede calcular el volumen o la masa de una sustancia por unidad de tiempo. La instalación en una sección inclinada de la tubería reducirá el error de medición

Entre ellos, una medición directa del volumen de gas, la ausencia de dependencia de la distorsión del gráfico de caudal, tanto en la entrada como en la salida, lo que reduceUGG. El ancho del rango es de hasta 1: 100. Para este propósito, se utilizan dispositivos rotativos y de membrana. Se pueden usar en habitaciones con calderas de tipo pulsado instaladas.

Métodos de medición indirecta

Estos métodos incluyen el cálculo, por ejemplo, de la velocidad de flujo de una sustancia a través de un área transversal dada. Para obtener los resultados más precisos, es necesario igualar la velocidad del gas.

Medición de flujo de gas a presión diferencial

Uno de los métodos de flujo de gas más comunes y estudiados, basado en el uso de un dispositivo de constricción, tiene varias ventajas, incluida la simplicidad del mecanismo del transductor de flujo, cuya acción está dirigida a medir la caída de presión de una sustancia que fluye a través de una constricción local en una tubería de gas. No se requieren cálculos. medidores de flujo soportes

A pesar de la disponibilidad de una base científica y técnica completa, este método de medición tiene varios inconvenientes importantes: un rango de medición pequeño, que incluso teniendo en cuenta los sensores de presión de límite múltiple, no supera el valor 1:10.

Los dispositivos de ahusamiento estándar se fabrican con tecnología especial, con altos requisitos de aspereza. Su uso está permitido exclusivamente en tuberías lisas.

Resistencia hidráulica en gasoductos aumentar la sensibilidad a los cambios de horario enmedio velocidades en profundidad o ancho de la corriente en la entrada al diafragma. La longitud de las secciones rectas frente a los dispositivos de estrechamiento debe ser de al menos 10 diámetros de la estructura de la tubería.

Método de costeo rápido

Los convertidores de turbina se utilizan para este método. Estos dispositivos tienen varias ventajas, que incluyen pequeñas dimensiones y peso, un precio asequible en su categoría.

Estos dispositivos no son sensibles a los golpes neumáticos. El rango de valores de medición de flujo es de hasta 1:30, que excede significativamente el mismo indicador para dispositivos de estrechamiento.

Se puede utilizar un transductor de flujo de turbina en un entorno a temperaturas de menos 200 a +200 ° C, si el dispositivo está instalado para líquidos criogénicos no agresivos y monofásicos. Para fluidos agresivos, el indicador será de menos 60 a +50 ° C

Las desventajas incluyen sensibilidad, aunque insignificante, a las distorsiones de flujo en la entrada y salida del dispositivo, y la desviación de los resultados de medición de los flujos de gas pulsante. A bajo costo, en el rango de 8 a 10 m.³/ h, los medidores de flujo no funcionan.

Método de medición ultrasónica

La popularidad de los caudalímetros acústicos que miden la cantidad de gas., especialmente en contabilidad comercial, ha crecido con el desarrollo de la microelectrónica. En los medidores de flujo acústicos no hay partes móviles, así como partes que sobresalen en la corriente, lo que aumenta significativamente su confiabilidad.

La medición se lleva a cabo en una amplia gama de valores debido a la capacidad del dispositivo para funcionar durante mucho tiempo desde la fuente de alimentación incorporada. Los dispositivos domésticos no cumplen con todos los requisitos necesarios, ya que para evitar la influencia de las distorsiones del flujo de gas en los resultados del cálculo, es necesario utilizar exclusivamente medidores de flujo ultrasónicos multihaz.

Clasificación de los caudalímetros según el principio de acción.

Los medidores de flujo difieren de varias maneras, incluida la presión, el tipo de gas utilizado y las condiciones de temperatura. Elija un dispositivo según las condiciones de uso, así como las tareas.

Los instrumentos de medición consisten en partes como un transductor responsable de la caída de presión, el elemento de conexión y el manómetro.

Tipo # 1 - Inyección de tinta autogenerado medidores de flujo

Un medidor de flujo de este tipo, también diseñado para medir el flujo de gas natural, tiene varias características distintivas. El dispositivo está cubierto por retroalimentaciones negativas, la frecuencia de las conexiones del chorro depende del flujo de gas.

Los contadores emitidos en base a medidores de flujo de chorro se utilizan para la contabilidad comercial sin un examen preliminar.

1 - elemento de inyección de tinta; 2 y 3 - convertidores; 4 - dispositivo de extracción de señal; 5 - boquilla de poder; 6 - una cámara de trabajo; 7 y 8 - paredes de la cámara de trabajo; 9 - separador; 10 y 11 - boquillas de control; 12 y 13 - canales de recepción; 14 y 15 - canales de drenaje; 16 y 17 - canales de retroalimentación; 18 - expansión de la tobera eléctrica; 19 - repisa en la boquilla de poder

Medidor de flujo de chorro generador automático El tipo está sujeto a obstrucción, entre sus desventajas también está la inestabilidad del indicador de conversión.

Estos dispositivos tienen desventajas similares con los dispositivos vortex:

• Dependencia de la distorsión del gráfico de velocidad, siempre que se use junto con instrumentos de estrechamiento;
• las pérdidas masivas de presión son irreversibles;
• la parte principal del medidor de flujo tiene enormes dimensiones;
• inestabilidad significativa de la tasa de conversión.

Ventajasgenerador automático el medidor de flujo no difiere del dispositivo de vórtice, con la excepción de la capacidad de trabajar con gases contaminados. Estos medidores de flujo no han encontrado una amplia aplicación práctica en la contabilidad comercial.

Tipo # 2 - Medidores de flujo de vórtice

Hay varios puntos fuertes de los dispositivos, incluida la precisión de las mediciones, la falta de sensibilidad a la contaminación y el choque neumático, la facilidad de operación, el dispositivo también carece de piezas móviles.

Los dispositivos soportan las condiciones externas más difíciles, la precisión de los indicadores está garantizada a una temperatura ambiente de hasta 500 grados Celsius, el nivel de presión máximo es de 30 MPa

También se conocen desventajas significativas de usar este tipo de medidores de flujo: mayor sensibilidad a las vibraciones mecánicas, reducción de la presión. Diámetro de la tubería debe estar en el rango de 15-30 cm.

Tipo # 3 - Medidores de flujo ultrasónicos

El dispositivo, también conocido como acústico, tiene varias ventajas innegables:

• falta de resistencia hidráulica;
• el dispositivo no tiene partes móviles, lo que mejora su confiabilidad;
• aumento de la fuerza del mecanismo;
• acción rápida

Un medidor de flujo de este tipo se basa en determinar la diferencia en el tiempo de viaje de la señal.

El funcionamiento de los medidores de flujo ultrasónicos es independiente de la temperatura, la presión ambiental, la viscosidad y la conductividad eléctrica, lo que garantiza la precisión de los datos.

Los sensores ultrasónicos, ubicados diagonalmente entre sí, sirven como receptor y emisor. El uso de varios canales compensa la deformación del perfil de flujo.

Tipo # 4 - Medidores de flujo de tambor

Esta categoría de dispositivos se utiliza, por regla general, para la investigación de laboratorio. La presión que se produce durante la rotación del tambor conduce al llenado de la sección con gas y su posterior vaciado.

Para la operación completa de los mecanismos de conteo de tambores (sin un generador de impulsos), no se necesita una fuente de energía constante, lo cual es su ventaja indiscutible.

El número de revoluciones del tambor es proporcional a las unidades cúbicas de gas, el indicador se transmite al dial del diseño de conteo. Los medidores de flujo de tambor tienen una alta precisión de medición.

Tipo # 5 - levitación dispositivos

La parte móvil del dispositivo de tacómetro gira en los cojinetes, la velocidad es igual al flujo volumétrico de gas. La conversión de la velocidad del movimiento circular en una señal eléctrica se lleva a cabo utilizando un convertidor secundario, los resultados se reflejan en el indicador.

Los dispositivos de medición de levitación operan en condiciones de -30 a +50 grados Celsius, el error de los valores está en el rango de ± 1.5%

Levitación Se requieren dispositivos en la medición comercial del consumo de gas natural, tanto para fines domésticos como comunales.

Tipo # 6 - Contadores de membrana

En la segunda mitad del siglo XIX en Inglaterra se otorgó una patente para la fabricación de uno de los dispositivos de medición más comunes para la medición de gas.

El principio de funcionamiento de un medidor de flujo mecánico se basa en un cambio en la posición de las membranas de la cámara móvil en el momento de la entrada de gas. Se realiza un movimiento alternativo durante la entrada y la salida de la sustancia.

El medidor de flujo de gas tipo membrana puede constar de 2 o 4 cámaras, dependiendo de los volúmenes de la sustancia medida y el diseño

El dispositivo de cálculo impulsa el sistema de engranajes y las palancas. Los mecanismos tienen una amplia gama de valores para mediciones, hasta 1: 100.

Tipo # 7 - Aparatos rotativos

En el dispositivo de tipo mecánico, dos rotores están ubicados en la cámara de medición, que comienzan a moverse bajo la presión de la sustancia. Las piezas giratorias están ubicadas en ángulo recto entre sí, su ubicación inicial se fija mediante ruedas sincronizadoras.

La cantidad de gas es proporcional al número de revoluciones de los rotores. Con la ayuda de un acoplamiento magnético y una caja de engranajes, la rotación del rotor se transmite a un dispositivo de conteo responsable de la acumulación del volumen de la sustancia pasada.

El medidor de flujo rotativo tiene una gran capacidad, se utiliza en servicios públicos, volúmenes medianos y pequeños de consumo de gas.

Las principales ventajas de los medidores de flujo rotativos incluyen alta precisión de medición, compacidad del dispositivo, una amplia gama de mediciones de flujo. Entre las desventajas están el ruido del mecanismo, su alto costo, la sensibilidad a factores externos, incluida la contaminación.

Tipo # 8 - Medidores de flujo de turbina

El dispositivo de tipo mecánico tiene la forma de un segmento de tubería, una turbina con un eje y soportes móviles se coloca dentro del medidor de flujo. El dispositivo de potencia se mueve debido a que la sustancia pasa a través de la cámara de medición.

La velocidad del mecanismo es igual al caudal y al flujo de gas. El volumen acumulado se refleja en el mecanismo de conteo, la transferencia se realiza mecánicamente utilizando una caja de cambios, sistema de engranajes.

El medidor de turbina solo se puede usar con propulsores limpios: gas, líquido o vapor en suspensión, siempre que no contengan partículas sólidas

Además de lo anterior, hay otros dispositivos, pero se usan, como regla, en la investigación científica. En el ámbito comercial, prácticamente no están involucrados.

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Dispositivos para medir la cantidad de gas.

Los dispositivos para medir el flujo de gas según el método de cálculo se dividen en varias categorías. Los de alta velocidad se utilizan para determinar el número de volumen del medio en estudio. Estos dispositivos no tienen cámaras de medición. La parte sensible es impulsor (tangencial o axial), lo que hace que el flujo de materia gire.

Los medidores volumétricos dependen menos del tipo de producto. Sus desventajas incluyen la complejidad del diseño, el alto precio y las impresionantes dimensiones. El dispositivo consta de varias cámaras de medición, tiene un diseño más complejo. Este tipo de dispositivos se divide en varios tipos: pistón, cuchilla, engranaje.

Se conoce otra clasificación de medidores de cantidad de gas, que incluye tres tipos de dispositivos: rotativo, de tambor y de válvula.

Los medidores rotativos tienen un alto rendimiento.Su acción se basa en el cálculo del número de vueltas de las cuchillas dentro del dispositivo, el indicador corresponde al volumen de gas. Sus principales ventajas incluyen la longevidad, la independencia de la electricidad y una mayor resistencia a las sobrecargas a corto plazo.

Los medidores de gas de tipo tambor funcionan según el principio de desplazamiento. Los indicadores de corrección como la temperatura, la composición del gas y el nivel de humedad no se tienen en cuenta.

Los contadores de tambor consisten en una carcasa, un mecanismo de conteo y un tambor con cámaras de medición. El principio de funcionamiento del dispositivo para medir el consumo de gas es determinar el número de revoluciones del tambor, que gira debido a la diferencia de presión. A pesar de la precisión de los cálculos, este tipo de dispositivo no ha encontrado una amplia aplicación debido a su tamaño voluminoso.

El principio de funcionamiento del último tipo de medidores, conocido como medidores de válvula, se basa en el movimiento de la partición móvil, que se ve afectada por la diferencia de presión de la sustancia. El dispositivo consta de varias partes: un mecanismo de conteo y distribución de gas, así como una carcasa. Tiene grandes dimensiones, por lo tanto, se utiliza principalmente en la vida cotidiana.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

El funcionamiento del medidor de flujo de gas vortex se analizará en el siguiente video:

La medición del flujo de gas es una de las tareas clave en la producción. Una gran cantidad de dispositivos con varios diseños y principios operativos están disponibles en el mercado de medidores de flujo, que también son adecuados para las necesidades domésticas. Con su ayuda, puede determinar casi cualquier cantidad de líquido o gas, sin la necesidad de una instalación especial de modelo de calibración.

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