Kaip ir kuo matuojamas dujų srautas: matavimo metodai + visų tipų dujų srauto matuoklių apžvalga

Srauto matuoklis yra įtaisas, skirtas matuoti medžiagos tūrį arba masės srautą, įskaitant gamtines dujas, degiąsias, agresyviąsias dujas, oro atskyrimo produktus. Srauto tūrį pramonės įmonėse ar namuose galima apskaičiuoti nedalyvaujant specialistams.

Toliau aprašysime, kaip ir kokiomis dujomis matuojamos, pateiksime šiam tikslui naudojamų įtaisų aprašymą ir taip pat apsvarstysime pagrindinius dujų srauto nustatymo metodus.

Tiesioginis dujų suvartojimo matavimo metodas

Dujų tūris apskaičiuojamas kubiniais metrais, rečiau naudojami kiti masės vienetai, pavyzdžiui, tonomis ar kilogramais, paprastai proceso dujoms.

Tiesioginis metodas yra vienintelis metodas, leidžiantis tiesiogiai išmatuoti pratekančių dujų tūrį.

Prietaisų, kurie apskaičiuoja medžiagos tūrinį ar masinį srautą, trūkumai:

1. Ribotas srauto matuoklių veikimas užterštų dujų aplinkoje.
2. Didelė gedimo tikimybė yra dėl dalinio srauto užsikimšimo ar pneumatinio smūgio.
3. Didelės sukamųjų skaitiklių kainos, palyginti su kitais prietaisais.
4. Dideli prietaisų matmenys.

Daugybė šio metodo pranašumų sutampa su išvardytais trūkumais, dėl kurių jis taip pat pasiskirstė pagal įdiegtų skaitiklių skaičių.

Naudodami srauto matuoklį, galite apskaičiuoti medžiagos tūrį ar masę per laiko vienetą. Montavimas ant pasvirusios dujotiekio sekcijos sumažins matavimo paklaidą

Tarp jų - tiesioginis dujų tūrio matavimas, priklausomybės nuo srauto greičio grafiko iškraipymo nebuvimas tiek įleidimo, tiek išleidimo angoje, o tai sumažinaUGG. Diapazono plotis yra iki 1: 100. Šiuo tikslu naudojami membraniniai ir sukamieji įtaisai. Jie gali būti naudojami patalpose su įmontuotais impulsinio tipo katilais.

Netiesioginiai matavimo metodai

Šie metodai apima, pavyzdžiui, medžiagos srauto greičio apskaičiavimą per tam tikrą skerspjūvio plotą. Norint gauti tiksliausius rezultatus, būtina išlyginti dujų greitį.

Diferencinio slėgio dujų srauto matavimas

Vienas iš labiausiai paplitusių ir tirtų dujų srauto metodų, pagrįstas sutraukimo įtaiso naudojimu, turi keletą pranašumų, įskaitant srauto keitiklio mechanizmo paprastumą, kurio veiksmas yra skirtas išmatuoti medžiagos, tekančios per vietinį susiaurėjimą dujotiekyje, slėgio kritimą. Nereikia jokių skaičiavimų srauto matuokliai stovai.

Nepaisant to, kad yra visa mokslinė ir techninė bazė, šis matavimo metodas turi keletą reikšmingų trūkumų - nedidelis matavimo diapazonas, net atsižvelgiant į daugiapakopius slėgio jutiklius, neviršija vertės 1:10.

Standartiniai kūginiai įtaisai gaminami naudojant specialią technologiją, keliantį aukštus šiurkštumo reikalavimus. Juos naudoti leidžiama tik tiesiuose vamzdynuose.

Hidraulinis pasipriešinimas dujotiekiai padidinti jautrumą tvarkaraščio pokyčiamsvidutinis greitis gylyje ar upelio plote prie įėjimo į diafragmą. Tiesių sekcijų ilgis priešais susiaurinimo įtaisus turėtų būti ne mažesnis kaip 10 vamzdžio konstrukcijos skersmenų.

Greitas išlaidų metodas

Šiam metodui naudojami turbinos keitikliai. Šie prietaisai turi keletą privalumų, įskaitant mažus matmenis ir svorį, prieinamą kainą savo kategorijoje.

Šie įtaisai nėra jautrūs pneumatiniam smūgiui. Srauto matavimo verčių diapazonas yra iki 1:30, o tai žymiai viršija tą patį rodiklį siaurinantiems įrenginiams.

Turbinos srauto keitiklis gali būti naudojamas aplinkoje nuo –200 iki +200 ° C temperatūroje, jei prietaisas yra įmontuotas neagresyviems ir vienfaziams kriogeniniams skysčiams. Agresyvių skysčių indikatorius bus nuo minus 60 iki +50 ° C

Trūkumai apima jautrumą, nors ir nereikšmingą, srauto iškraipymams prietaiso įleidimo ir išleidimo angoje ir pulsuojančių dujų srautų matavimo rezultatų nukrypimą. Mažomis sąnaudomis - nuo 8 iki 10 m³/ h, srauto matuokliai neveikia.

Ultragarsinis matavimo metodas

Garso srauto matuoklių, kurie matuoja dujų kiekį, populiarumas, ypač komercinėje apskaitoje, išaugo plėtojant mikroelektroniką. Akustiniuose debitmačiuose nėra judančių dalių, taip pat dalių, išsikišančių į srautą, o tai žymiai padidina jų patikimumą.

Matavimas atliekamas plačiu verčių diapazonu dėl prietaiso sugebėjimo ilgą laiką dirbti iš įmontuoto maitinimo šaltinio. Buitiniai prietaisai neatitinka visų būtinų reikalavimų, nes norint išvengti dujų srauto iškraipymų įtakos skaičiavimo rezultatams, būtina naudoti išimtinai kelių spindulių ultragarso srauto matuoklius.

Srauto matuoklių klasifikacija pagal veikimo principą

Srauto matuokliai skiriasi keliais būdais, įskaitant slėgį, naudojamų dujų tipą ir temperatūros sąlygas. Pasirinkite įrenginį, atsižvelgiant į naudojimo sąlygas, taip pat užduotis.

Matavimo prietaisus sudaro dalys, tokios kaip keitiklis, atsakingas už slėgio kritimą, jungiamasis elementas ir manometras.

1 tipas - rašalinis spausdintuvas automatinis generavimas srauto matuokliai

Šio tipo debitmatis, taip pat skirtas išmatuoti gamtinių dujų srautą, turi keletą skiriamųjų savybių. Prietaisą neigiamai atsiliepia, purkštukų jungčių dažnis priklauso nuo dujų srauto.

Skaičiuokliai, išleisti pagal reaktyvinio srauto matuoklius, naudojami komercinei apskaitai be išankstinio patikrinimo.

1 - rašalinis elementas; 2 ir 3 - keitikliai; 4 - signalo ištraukimo įtaisas; 5 - maitinimo antgalis; 6 - darbinė kamera; 7 ir 8 - darbinės kameros sienos; 9 - separatorius; 10 ir 11 - valdymo purkštukai; 12 ir 13 - priėmimo kanalai; 14 ir 15 - kanalizacijos kanalai; 16 ir 17 - grįžtamojo ryšio kanalai; 18 - maitinimo antgalio išplėtimas; 19 - antgalis ant antgalio

Srauto srauto matuoklis auto generatorius tipas yra užsikimšęs, tarp jo trūkumų taip pat yra konversijos rodiklio nestabilumas.

Šie įrenginiai turi panašius trūkumus kaip ir sūkuriniai įrenginiai:

• Priklausomybė nuo greičio grafiko iškraipymo, su sąlyga, kad jis naudojamas kartu su siaurėjančiais instrumentais
• didžiuliai slėgio nuostoliai yra negrįžtami;
• pagrindinė srauto matuoklio dalis turi didžiulius matmenis;
• reikšmingas perskaičiavimo kurso nestabilumas.

Privalumaiauto generatorius debito matuoklis nesiskiria nuo sūkurinio įtaiso, išskyrus galimybę dirbti su užterštomis dujomis. Šie debitmačiai nebuvo plačiai pritaikyti komercinėje apskaitoje.

2 tipas - sūkuriniai srauto matuokliai

Yra keli prietaisų pranašumai, įskaitant matavimų tikslumą, jautrumo užteršimui ir pneumatiniam smūgiui trūkumą, lengvumą, prietaisas taip pat neturi judančių dalių.

Įrenginiai atlaiko sunkiausias išorines sąlygas, indikatorių tikslumas garantuojamas esant aplinkos temperatūrai iki 500 laipsnių Celsijaus, maksimalus slėgio lygis yra 30 MPa.

Taip pat žinomi reikšmingi tokio tipo srauto matuoklių naudojimo trūkumai - padidėjęs jautrumas mechaninėms vibracijoms, slėgio pašalinimas. Vamzdžio skersmuo turėtų būti 15–30 cm diapazone.

3 tipas - ultragarsiniai srauto matuokliai

Įrenginys, dar žinomas kaip akustinis, turi keletą neginčijamų pranašumų:

• trūksta hidraulinio pasipriešinimo;
• įrenginys neturi judančių dalių, o tai padidina jo patikimumą;
• padidėjęs mechanizmo stiprumas;
• greitas veiksmas.

Šio tipo srauto matuoklis yra pagrįstas signalo kelionės laiko skirtumo nustatymu.

Ultragarso srauto matuoklių veikimas nepriklauso nuo temperatūros, aplinkos slėgio, klampos ir elektros laidumo, o tai garantuoja duomenų tikslumą

Ultragarsiniai jutikliai, išdėstyti įstrižai vienas kito atžvilgiu, veikia kaip imtuvas ir skleidėjas. Kelių kanalų naudojimas kompensuoja srauto profilio deformaciją.

4 tipas - būgnų srauto matuokliai

Paprastai šios kategorijos prietaisai naudojami laboratoriniams tyrimams. Dėl slėgio, kuris atsiranda būgno sukimosi metu, sekcija užpildoma dujomis ir vėliau ištuštinamas.

Norint visavertį būgnų skaičiavimo mechanizmų veikimą (be impulsų generatoriaus), nuolatinis maitinimas nėra būtinas, o tai yra neginčijamas jų pranašumas.

Būgno apsisukimų skaičius yra proporcingas kubiniams vienetams dujų, indikatorius perduodamas į skaičiavimo projekto ratuką. Būgnų srauto matuokliai turi aukštą matavimo tikslumą.

5 tipas - levitacija prietaisai

Judančioji tachometro įtaiso dalis sukasi guoliuose, greitis yra lygus tūriniam dujų srautui. Apskritimo judesio greičio konvertavimas į elektrinį signalą atliekamas naudojant antrinį keitiklį, rezultatai atsispindi indikatoriuje.

Levitacijos matavimo prietaisai veikia nuo -30 iki +50 laipsnių Celsijaus, reikšmių paklaida yra ± 1,5%.

Levitacija prietaisai yra paklausūs komerciniame gamtinių dujų suvartojimo matavime tiek buitiniams, tiek komunaliniams tikslams.

6 tipas - membraniniai skaitikliai

Vieno iš labiausiai paplitusių matavimo prietaisų, skirtų matuoti dujas, gamybos patentas buvo išduotas XIX amžiaus antroje pusėje Anglijoje.

Mechaninio debitmačio veikimo principas grindžiamas judamųjų kamerų membranų padėties pasikeitimu dujų įėjimo metu. Alternatyvusis judesys atliekamas įleidžiant ir išleidžiant medžiagą.

Membraninio tipo dujų srauto matuoklis gali būti sudarytas iš 2 arba 4 kamerų, atsižvelgiant į išmatuotos medžiagos tūrį ir konstrukciją

Skaičiavimo įtaisas varo pavarų sistemą ir svirtis. Mechanizmai turi platų matavimų verčių diapazoną - iki 1: 100.

7 tipas - sukamieji prietaisai

Mechaninio tipo įrenginyje matavimo kameroje yra du rotoriai, kurie pradeda judėti veikdami medžiagos slėgį. Besisukančios dalys yra statmenos viena kitai, jų pradinė vieta fiksuojama sinchronizatoriaus ratukais.

Dujų kiekis yra proporcingas rotorių apsisukimų skaičiui. Magnetinės jungties ir greičių dėžės pagalba rotoriaus sukimasis perduodamas į skaičiavimo įtaisą, atsakingą už praleidžiamos medžiagos tūrio kaupimą.

Rotacinis srauto matuoklis turi didelę talpą, jis naudojamas komunalinėms, vidutinėms ir mažoms dujų sąnaudoms

Pagrindiniai sukamųjų srauto matuoklių privalumai yra didelis matavimo tikslumas, prietaiso kompaktiškumas, platus srauto matavimų diapazonas. Tarp trūkumų yra mechanizmo triukšmas, jo brangumas, jautrumas išoriniams veiksniams, įskaitant taršą.

8 tipas - turbinų srauto matuokliai

Mechaninio tipo įtaisas yra vamzdžio segmento formos, srauto matuoklio viduje yra turbina su velenu ir judančiomis atramomis. Maitinimo įtaisas juda dėl to, kad medžiaga praeina per matavimo kamerą.

Mechanizmo greitis yra lygus srauto greičiui ir dujų srautui. Sukauptas tūris atsispindi skaičiavimo mechanizme, perkėlimas į jį atliekamas mechaniškai, naudojant pavarų dėžę, pavarų sistemą.

Turbinos matuoklį galima naudoti tik su švariais raketiniais varikliais - dujomis, skysčiu ar garais suspensijoje, jei juose nėra kietų dalelių.

Be aukščiau išvardytų, yra ir kitų prietaisų, tačiau jie, kaip taisyklė, naudojami moksliniuose tyrimuose. Komercinėje srityje jie praktiškai nedalyvauja.

Mes taip pat rekomenduojame perskaityti kitą mūsų straipsnį, kuriame mes išsamiai kalbėjome apie tai, kaip pasirinkti dujų skaitiklį namams. Daugiau informacijos - eikite į nuorodą.

Dujų kiekio matavimo prietaisai

Dujų srauto matavimo prietaisai pagal skaičiavimo metodą yra suskirstyti į kelias kategorijas. Didelės spartos bandomosios terpės tūrio skaičiui nustatyti. Šie prietaisai neturi matavimo kamerų. Jautri dalis yra sparnuotė (tangentinė arba ašinė), dėl kurios materijos srautas sukasi.

Tūriniai skaitikliai mažiau priklauso nuo gaminio rūšies. Jų trūkumai yra dizaino sudėtingumas, aukšta kaina ir įspūdingi matmenys. Prietaisą sudaro kelios matavimo kameros, jis yra sudėtingesnės konstrukcijos. Šio tipo prietaisai yra suskirstyti į keletą tipų - stūmoklį, ašmenis, krumpliaratį.

Yra žinoma dar viena dujų kiekio skaitiklių klasifikacija, kuri apima trijų tipų prietaisus: sukamuosius, būgninius ir vožtuvus.

Rotaciniai skaitikliai turi didelę pralaidumą.Jų veiksmas grindžiamas ašmenų apsisukimų skaičiavimu įrenginio viduje, indikatorius atitinka dujų tūrį. Pagrindiniai jų pranašumai yra ilgaamžiškumas, nepriklausomybė nuo elektros energijos ir padidėjęs atsparumas trumpalaikėms perkrovoms.

Būgniniai dujų skaitikliai veikia poslinkio principu. Į korekcijos rodiklius, tokius kaip temperatūra, dujų sudėtis ir drėgmės lygis, neatsižvelgiama

Būgnų skaitiklius sudaro korpusas, skaičiavimo mechanizmas ir būgnas su matavimo kameromis. Dujų sunaudojimo matavimo prietaiso veikimo principas yra nustatyti būgno apsisukimų skaičių, kuris sukasi dėl slėgio skirtumo. Nepaisant skaičiavimų tikslumo, šio tipo įrenginiai nebuvo plačiai pritaikomi dėl didelių gabaritų.

Pastarojo tipo skaitiklių, vadinamų vožtuvų matuokliais, veikimo principas grindžiamas kilnojamojo pertvaros judėjimu, kuriam įtakos turi medžiagos slėgio skirtumas. Prietaisą sudaro kelios dalys - skaičiavimo ir dujų paskirstymo mechanizmas, taip pat korpusas. Jis turi didelius matmenis, todėl dažniausiai naudojamas kasdieniame gyvenime.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kaip veikia sūkuriniai dujų srauto matuokliai, bus aptarta šiame vaizdo įraše:

Dujų srauto matavimas yra viena pagrindinių gamybos užduočių. Srauto matuoklio rinkoje yra daugybė įvairių konstrukcijų ir veikimo principų prietaisų, kurie taip pat tinka namų poreikiams. Jų pagalba galite nustatyti beveik bet kokį skysčio ar dujų kiekį nereikalaudami specialaus kalibravimo modelio.

Mūsų medžiagą galite papildyti įdomia informacija straipsnio tema, užduoti dominančius klausimus ar dalyvauti diskusijoje. Palikite komentarus žemiau esančiame laukelyje.