Kako in na kakšen način se meri pretok plina: merilne metode + pregled vseh vrst merilnikov pretoka plina

Merilnik pretoka je naprava za merjenje prostornine ali masnega pretoka snovi, vključno z zemeljskim plinom, vnetljivimi, jedkimi plini, produkti ločevanja zraka. Izračun količine pretoka v industrijskih podjetjih ali v vsakdanjem življenju je mogoče izvesti brez vključevanja strokovnjakov.

Nato vam bomo povedali, kako in v kakšnih količinah se meri plin, opisali instrumente, ki se uporabljajo v ta namen, in razmislili tudi o glavnih metodah za določanje pretoka plina.

Direktna metoda za merjenje porabe plina

Prostornina plina se izračuna v kubičnih metrih; druge enote mase, kot so tone ali kilogrami, se redkeje uporabljajo, običajno za procesne pline.

Neposredna metoda je edina metoda, ki zagotavlja neposredno merjenje prostornine plina, ki prehaja skozi.

Slabosti instrumentov, ki izračunavajo volumetrični ali masni pretok snovi, vključujejo:

1. Omejena zmogljivost merilnikov pretoka v pogojih onesnaženega plina.
2. Obstaja velika verjetnost okvare zaradi delne ovire pretoka ali pnevmatskega udara.
3. Visoki stroški rotacijskih števcev v primerjavi z drugimi napravami.
4. Velike dimenzije naprav.

Številne prednosti te metode odtehtajo naštete slabosti, zato je postala najbolj razširjena po številu vgrajenih števcev.

Z merilnikom pretoka lahko izračunate prostornino ali maso snovi na časovno enoto. Namestitev na nagnjenem delu cevovoda bo zmanjšala merilno napako

Ti vključujejo neposredno merjenje prostornine plina, odsotnost odvisnosti od popačenj v grafu pretoka, tako na vstopu kot na izstopu, kar omogoča zmanjšanje UUG. Širina razpona je do 1:100. V ta namen se uporabljajo membranske in rotacijske naprave. Uporabljajo se lahko v prostorih z nameščenimi pulznimi kotli.

Posredne merilne metode

Te metode vključujejo na primer izračun hitrosti pretoka snovi skozi določeno površino prečnega prereza. Za najbolj natančne rezultate je potrebno izenačiti hitrost plina.

Merjenje pretoka plina z diferenčnim tlakom

Ena najpogostejših in raziskanih metod pretoka plina, ki temelji na uporabi omejevalne naprave, ima številne prednosti, vključno s preprostostjo mehanizma pretvornika pretoka, katerega delovanje je usmerjeno v merjenje padca tlaka snovi, ki teče skozi lokalna omejitev v plinovodu. Izračuni niso potrebni merilnik pretoka stojala.

Kljub prisotnosti popolne znanstvene in tehnične baze ima ta merilna metoda več pomembnih pomanjkljivosti - majhno merilno območje, ki tudi ob upoštevanju tlačnih senzorjev z več razponi ne presega vrednosti 1:10.

Standardne stožčaste naprave so izdelane po posebni tehnologiji z visokimi zahtevami glede hrapavosti. Uporabljajo se lahko le na gladkih cevovodih

Hidravlični upor v plinovodov povečati občutljivost urnik spremembe vpovprečje hitrosti po globini ali širini toka na vstopu v diafragmo.Dolžina ravnih odsekov pred zožilnimi napravami mora biti najmanj 10 premerov DN cevne konstrukcije.

Hitra metoda za ugotavljanje stroškov

Za to metodo se uporabljajo pretvorniki turbinskega tipa. Te naprave imajo številne prednosti, vključno z majhnostjo in težo ter dostopno ceno v svoji kategoriji.

Te naprave niso občutljive na pnevmatske udarce. Razpon merilnih vrednosti pretoka je do 1:30, kar znatno presega enak kazalnik za omejevalne naprave.

Turbinski pretvornik pretoka TPR se lahko uporablja v okolju pri temperaturah od minus 200 do +200 °C, če je naprava nameščena za neagresivne in enofazne kriogene tekočine. Za agresivne tekočine bo indikator od minus 60 do +50 ° C

Pomanjkljivosti vključujejo občutljivost, čeprav nepomembno, na izkrivljanje toka na vstopu in izstopu naprave, odstopanje rezultatov meritev pulzirajočih tokov plina. Pri nizkih pretokih, v območju od 8 do 10 m³/h, merilniki pretoka ne delujejo.

Ultrazvočna merilna metoda

Priljubljenost akustičnih merilnikov pretoka, ki merijo količino plina, zlasti v komercialnem računovodstvu, se je povečala z razvojem mikroelektronike. Akustični merilniki pretoka nimajo gibljivih in v tok štrlečih delov, kar bistveno poveča njihovo zanesljivost.

Meritev se izvaja v širokem razponu vrednosti zaradi zmožnosti naprave, da deluje dolgo časa iz vgrajenega vira napajanja. Domače naprave ne izpolnjujejo vseh potrebnih zahtev, saj je treba, da bi se izognili vplivu izkrivljanja pretoka plina na rezultate izračuna, uporabljati izključno ultrazvočne merilnike pretoka z več žarki.

Razvrstitev merilnikov pretoka po principu delovanja

Merilniki pretoka se razlikujejo po več parametrih, vključno s tlakom, vrsto uporabljenega plina in temperaturnimi pogoji. Napravo je treba izbrati glede na pogoje uporabe in dodeljene naloge.

Merilni instrumenti so sestavljeni iz delov, kot so pretvornik, odgovoren za diferenčni tlak, povezovalni element in manometer.

Tip #1 - brizgalni samogenerator merilniki pretoka

Ta vrsta merilnika pretoka, zasnovana tudi za merjenje pretoka zemeljskega plina, ima več značilnih značilnosti. Naprava je pokrita z negativnimi povratnimi informacijami, pogostost priključkov curka je odvisna od pretoka plina.

Merilniki, izdelani na osnovi curkovnih merilnikov pretoka, se uporabljajo za komercialno računovodstvo brez predhodnega pregleda.

1 - reaktivni element; 2 in 3 - pretvorniki; 4 - naprava za izolacijo signala; 5 — močnostna šoba; 6 - delovna komora; 7 in 8 - stene delovne komore; 9 - separator; 10 in 11 - krmilne šobe; 12 in 13 - sprejemni kanali; 14 in 15 - odtočni kanali; 16 in 17 - povratni kanali; 18 — razširitev močnostne šobe; 19 — rob na napajalni šobi

Jet merilnik pretoka samogenerator tip je dovzeten za zamašitev, njegove pomanjkljivosti vključujejo tudi nestabilnost pretvorbenega razmerja.

Te naprave imajo podobne pomanjkljivosti kot vrtinčne naprave:

• odvisnost od popačenja grafa hitrosti, pod pogojem, da se uporablja v povezavi z napravami za zoženje;
• ogromne izgube tlaka so nepopravljive;
• glavni del merilnika pretoka ima ogromne dimenzije;
• precejšnja nestabilnost menjalnega tečaja.

Prednosti samogenerator merilniki pretoka se ne razlikujejo od vrtinčne naprave, razen zmožnosti dela s kontaminiranimi plini.Ti merilniki pretoka niso našli široke praktične uporabe v komercialnem računovodstvu.

Tip #2 - vrtinčni merilniki pretoka-števci

Prednosti naprav je več, med drugim natančnost meritev, neobčutljivost na umazanijo in pnevmatske udarce, enostavnost upravljanja, naprava pa tudi nima gibljivih delov.

Naprave lahko prenesejo najtežje zunanje pogoje, natančnost indikatorjev je zagotovljena pri temperaturah okolice do 500 stopinj Celzija, najvišji nivo tlaka je 30 MPa

Znane so tudi pomembne pomanjkljivosti uporabe te vrste merilnikov pretoka - povečana občutljivost na mehanske vibracije, izguba tlaka. Premer cevi mora biti v območju 15-30 cm.

Tip #3 - ultrazvočni merilniki pretoka

Naprava, znana tudi kot akustična naprava, ima več nespornih prednosti:

• pomanjkanje hidravličnega upora;
• naprava nima gibljivih delov, kar povečuje njeno zanesljivost;
• povečana trdnost mehanizma;
• hitro ukrepanje.

Ta vrsta merilnika pretoka temelji na določanju razlike v času potovanja signala.

Delovanje ultrazvočnih merilnikov pretoka je neodvisno od temperature, tlaka okolice, viskoznosti in električne prevodnosti, kar zagotavlja natančnost dobljenih podatkov.

Ultrazvočni senzorji, ki se nahajajo diagonalno drug glede na drugega, opravljajo funkcije sprejemnika in oddajnika. Uporaba več kanalov kompenzira deformacijo profila toka.

Tip #4 - sobni merilniki pretoka

Ta kategorija naprav se praviloma uporablja za laboratorijske raziskave. Tlak, ki nastane med vrtenjem bobna, povzroči, da se odseki napolnijo s plinom in nato izpraznijo.

Za polno delovanje mehanizmov za štetje bobnov (brez generatorja impulzov) ni potreben stalen vir energije, kar je njihova nesporna prednost.

Število vrtljajev bobna je sorazmerno s kubičnimi enotami plina, indikator se prenaša na številčnico štetne strukture. Bobnasti merilniki pretoka imajo visoko merilno natančnost.

Tip #5 - levitacija naprave

Premični del tahometra se vrti v ležajih, hitrost je enaka volumetričnemu pretoku plina. Hitrost krožnega gibanja se pretvori v električni signal s pomočjo sekundarnega pretvornika, rezultati se odražajo na indikatorju.

Naprave za merjenje levitacije delujejo v pogojih od -30 do +50 stopinj Celzija, napaka vrednosti je v območju ± 1,5%

Levitacija Naprave so iskane za komercialno merjenje porabe zemeljskega plina, tako za gospodinjske kot komunalne namene.

Tip #6 - membranski merilniki

Patent za izdelavo ene najpogostejših naprav za merjenje plina je bil izdan v drugi polovici devetnajstega stoletja v Angliji.

Načelo delovanja mehanskega merilnika pretoka temelji na spreminjanju položaja premičnih membran komore v trenutku vstopa plina. Med vstopom in izstopom snovi se pojavi izmenično gibanje.

Membranski merilnik pretoka plina je lahko sestavljen iz 2 ali 4 komor, odvisno od prostornine snovi, ki se meri, in zasnove.

Števno napravo poganja sistem menjalnikov in ročic. Mehanizmi imajo širok razpon merilnih vrednosti - do 1:100.

Tip #7 - rotacijske naprave

V napravi mehanskega tipa sta v merilni komori nameščena dva rotorja, ki se začneta premikati pod pritiskom snovi.Vrtljivi deli so nameščeni pravokotno drug na drugega, njihova začetna lokacija je pritrjena s kolesi sinhronizatorja.

Količina plina je sorazmerna s številom vrtljajev rotorjev. S pomočjo magnetne sklopke in menjalnika se vrtenje rotorja prenaša na števno napravo, ki je odgovorna za kopičenje prostornine prehajajoče snovi.

Rotacijski merilnik pretoka ima visoko pretočno zmogljivost in se uporablja v komunalnih podjetjih, podjetjih s srednjo in majhno porabo plina

Glavne prednosti rotacijskih merilnikov pretoka so visoka merilna natančnost, kompaktnost naprave in širok razpon meritev pretoka. Med pomanjkljivostmi so hrup mehanizma, njegova visoka cena in občutljivost na zunanje dejavnike, vključno z onesnaženjem.

Tip #8 - turbinski merilniki pretoka

Naprava mehanskega tipa ima obliko kosa cevi, znotraj merilnika pretoka je turbina z gredjo in gibljivimi nosilci. Napajalna naprava se premika zaradi snovi, ki prehaja skozi merilno komoro.

Hitrost gibanja mehanizma je enaka hitrosti pretoka in porabi plina. Akumulirana prostornina se odraža na mehanizmu za štetje, prenos nanj se izvaja mehansko z uporabo menjalnika ali zobniškega sistema.

Turbinski merilnik se lahko uporablja samo s čistimi pogonskimi snovmi - plinom, tekočino ali paro v suspenziji, pod pogojem, da ne vsebujejo trdnih delcev.

Poleg naštetih obstajajo tudi druge naprave, ki pa se praviloma uporabljajo v znanstvenih raziskavah. V komercialno sfero praktično niso vključeni.

Priporočamo tudi branje našega drugega članka, kjer smo podrobno govorili o tem, kako izbrati plinomer za vaš dom. Več podrobnosti - pojdite na povezava.

Instrumenti za merjenje količin plinov

Naprave za merjenje pretoka plinov so glede na način izračuna razdeljene v več kategorij. Hitrostne se uporabljajo za določanje volumetričnega števila proučevanega medija. Te naprave nimajo merilnih komor. Občutljivi del je rotor (tangencialno ali aksialno), ki ga poganja tok snovi v vrtenje.

Volumetrični merilniki so manj odvisni od vrste izdelka. Njihove pomanjkljivosti vključujejo zapletenost zasnove, visoko ceno in impresivne dimenzije. Naprava je sestavljena iz več merilnih komor in ima bolj zapleteno zasnovo. Ta vrsta naprav je razdeljena na več vrst - bat, rezilo, zobnik.

Znana je še ena klasifikacija merilnikov količine plina, ki vključuje tri vrste naprav: rotacijske, bobne in ventile.

Rotacijski merilniki imajo visoko zmogljivost. Njihovo delovanje temelji na izračunu števila vrtljajev rezil v napravi, indikator ustreza prostornini plina. Njihove glavne prednosti so vzdržljivost, neodvisnost od električne energije in povečana odpornost na kratkotrajne preobremenitve.

Sobni plinomer deluje na principu izpodriva. Korekcijski indikatorji, kot so temperatura, sestava plina in ravni vlažnosti, se ne upoštevajo

Bobnasti števci so sestavljeni iz ohišja, števnega mehanizma in bobna z merilnimi komorami. Načelo delovanja naprave za merjenje porabe plina je določanje števila vrtljajev bobna, ki se vrti zaradi tlačne razlike. Kljub natančnosti izračunov ta vrsta instrumenta zaradi svoje velike velikosti ni našla široke uporabe.

Načelo delovanja zadnje vrste števcev, znanih kot ventilni merilniki, temelji na gibanju premične pregrade, na katero deluje razlika tlaka snovi. Naprava je sestavljena iz več delov - mehanizma za štetje in distribucijo plina ter ohišja. Ima velike dimenzije, zato se uporablja predvsem v vsakdanjem življenju.

Zaključki in uporaben video na to temo

Kako delujejo vrtinčni merilniki pretoka plina, bomo razpravljali v naslednjem videu:

Merjenje pretoka plina je eno ključnih opravil v proizvodnji. Trg merilnikov pretoka ponuja ogromno naprav z različnimi zasnovami in načeli delovanja, ki so primerne tudi za domače potrebe. Z njihovo pomočjo lahko določite skoraj vsako količino tekočine ali plina, ne da bi potrebovali posebno kalibracijsko standardno namestitev.

Naše gradivo lahko dopolnite z zanimivimi informacijami o temi članka, postavite vprašanja ali sodelujete v razpravi. Pustite svoje komentarje v spodnjem bloku.