Miten ja millä tavalla kaasuvirtaa mitataan: mittausmenetelmät + yleiskatsaus kaikentyyppisiin kaasuvirtausmittareihin

Virtausmittari on laite aineen tilavuuden tai massavirran mittaamiseen, mukaan lukien maakaasu, syttyvät, syövyttävät kaasut, ilmanerotustuotteet. Virtausmäärien laskeminen teollisuusyrityksissä tai jokapäiväisessä elämässä voidaan suorittaa ilman asiantuntijoiden osallistumista.

Seuraavaksi kerromme sinulle, kuinka ja missä määrin kaasua mitataan, annamme kuvauksen tähän tarkoitukseen käytetyistä laitteista ja tarkastelemme myös päämenetelmiä kaasuvirran määrittämiseksi.

Suora menetelmä kaasunkulutuksen mittaamiseen

Kaasun tilavuus lasketaan kuutiometreinä, muita massayksiköitä, kuten tonneja tai kilogrammoja, käytetään harvemmin, yleensä prosessikaasuille.

Suora menetelmä on ainoa menetelmä, jolla voidaan mitata suoraan läpi kulkevan kaasun tilavuus.

Aineen tilavuus- tai massavirtauksen laskevien instrumenttien heikkouksia ovat:

1. Virtausmittarien rajoitettu suorituskyky saastuneissa kaasuolosuhteissa.
2. Vian todennäköisyys on suuri osittaisen virtauksen tukoksen tai pneumaattisen iskun vuoksi.
3. Pyörivien laskurien korkea hinta verrattuna muihin laitteisiin.
4. Laitteiden suuret mitat.

Tämän menetelmän lukuisat edut ylittävät luetellut haitat, minkä vuoksi se on yleistynyt asennettujen mittarien lukumäärän suhteen.

Virtausmittarilla voit laskea aineen tilavuuden tai massan aikayksikköä kohti. Asennus putkilinjan kaltevalle osalle vähentää mittausvirhettä

Näitä ovat kaasutilavuuden suora mittaus, virtausnopeuskäyrän vääristymien riippumattomuus sekä tulo- että poistoaukossa, mikä mahdollistaa UUG. Alueen leveys on jopa 1:100. Tätä tarkoitusta varten käytetään kalvo- ja pyöriviä laitteita. Niitä voidaan käyttää huoneissa, joihin on asennettu pulssityyppiset kattilat.

Epäsuorat mittausmenetelmät

Näissä menetelmissä lasketaan esimerkiksi aineen virtausnopeus tietyn poikkileikkausalueen läpi. Tarkimpien tulosten saamiseksi on tarpeen tasata kaasun nopeus.

Kaasun virtauksen mittaus paine-erolla

Yhdellä yleisimmistä ja tutkituimmista kaasuvirtausmenetelmistä, joka perustuu rajoituslaitteen käyttöön, on useita etuja, muun muassa virtausanturimekanismin yksinkertaisuus, jonka toiminnan tarkoituksena on mitata läpi virtaavan aineen painehäviötä. paikallinen rajoitus kaasuputkessa. Laskelmia ei tarvita virtausmittari seisoo.

Huolimatta täydellisestä tieteellisestä ja teknisestä perustasta, tällä mittausmenetelmällä on useita merkittäviä haittoja - pieni mittausalue, joka ei ylitä arvoa 1:10, vaikka monialueiset paineanturit otettaisiin huomioon.

Vakiokartoituslaitteet valmistetaan erikoistekniikalla, jolla on korkeat karheusvaatimukset. Niitä voidaan käyttää vain sileissä putkissa

Hydraulinen vastus sisään kaasuputket lisätä herkkyyttä muutosten aikataulullekeskiverto nopeudet pitkin virtauksen syvyyttä tai leveyttä kalvon sisäänkäynnissä.Kavennuslaitteiden edessä olevien suorien osien pituuden tulee olla vähintään 10 halkaisijaa DN putkirakenteesta.

Nopea menetelmä kustannusten määrittämiseen

Tässä menetelmässä käytetään turbiinityyppisiä muuntimia. Näillä laitteilla on useita etuja, kuten pieni koko ja paino sekä edullinen hinta luokassaan.

Nämä laitteet eivät ole herkkiä pneumaattisille iskuille. Virtausmittausarvojen alue on jopa 1:30, mikä ylittää merkittävästi saman rajoituslaitteiden indikaattorin.

TPR-turbiinivirtausmuunninta voidaan käyttää ympäristössä, jonka lämpötila on -200 - +200 °C, jos laite on asennettu ei-aggressiivisille ja yksivaiheisille kryogeenisille nesteille. Aggressiivisten nesteiden indikaattori on miinus 60 - +50 °C

Haittoja ovat herkkyys, vaikkakin merkityksetön, virtauksen vääristymille laitteen sisään- ja ulostulossa, sykkivien kaasuvirtojen mittaustulosten poikkeama. Pienillä virtausnopeuksilla, välillä 8-10 m³/h, virtausmittarit eivät toimi.

Ultraäänimittausmenetelmä

Kaasun määrää mittaavien akustisten virtausmittareiden suosio, erityisesti kaupallisessa kirjanpidossa, on lisääntynyt mikroelektroniikan kehityksen myötä. Akustisissa virtausmittareissa ei ole liikkuvia tai virtaukseen työntyviä osia, mikä lisää merkittävästi niiden luotettavuutta.

Mittaus suoritetaan laajalla arvoalueella, koska laite pystyy toimimaan pitkään sisäänrakennetusta virtalähteestä. Kotitalouslaitteet eivät täytä kaikkia tarvittavia vaatimuksia, koska kaasuvirtauksen vääristymien vaikutuksen välttämiseksi laskentatuloksiin on käytettävä yksinomaan monisäteisiä ultraäänivirtausmittareita.

Virtausmittarien luokitus toimintaperiaatteen mukaan

Virtausmittarit eroavat useista parametreista, mukaan lukien paine, käytetyn kaasun tyyppi ja lämpötilaolosuhteet. Laite tulee valita käyttöolosuhteiden ja määrättyjen tehtävien mukaan.

Mittauslaitteet koostuvat osista, kuten paine-erosta vastaava muuntaja, liitäntäelementti ja painemittari.

Tyyppi #1 - mustesuihku itsegeneraattori virtausmittareita

Tämän tyyppisellä virtausmittarilla, joka on myös suunniteltu mittaamaan maakaasuvirtausta, on useita tunnusomaisia ​​ominaisuuksia. Laitteessa on negatiivinen takaisinkytkentä, suihkuliitäntöjen tiheys riippuu kaasuvirrasta.

Suihkuvirtausmittareiden perusteella valmistettuja mittareita käytetään kaupalliseen kirjanpitoon ilman ennakkotarkastusta.

1 — suihkuelementti; 2 ja 3 - muuntimet; 4 - signaalin eristyslaite; 5 - tehosuutin; 6 - työkammio; 7 ja 8 - työkammion seinät; 9 - erotin; 10 ja 11 - ohjaussuuttimet; 12 ja 13 — vastaanottokanavat; 14 ja 15 - tyhjennyskanavat; 16 ja 17 — palautekanavat; 18 - tehosuuttimen laajennus; 19 — tehosuuttimen reunus

Suihkuvirtausmittari itsegeneraattori tyyppi on herkkä tukkeutumaan, sen haittoja ovat myös muuntokurssin epävakaus.

Näillä laitteilla on samanlaisia ​​haittoja kuin vortex-laitteilla:

• riippuvuus nopeuskäyrän vääristymisestä edellyttäen, että sitä käytetään yhdessä kaventamislaitteiden kanssa;
• massiiviset painehäviöt ovat peruuttamattomia;
• virtausmittarin pääosassa on valtavat mitat;
• muuntokurssin merkittävä epävakaus.

Edut itsegeneraattori virtausmittarit eivät eroa pyörrelaitteista, lukuun ottamatta kykyä työskennellä saastuneiden kaasujen kanssa.Nämä virtausmittarit eivät ole löytäneet laajaa käytännön käyttöä kaupallisessa kirjanpidossa.

Tyyppi #2 - pyörrevirtausmittarit-laskurit

Laitteissa on useita vahvuuksia, mukaan lukien mittausten tarkkuus, epäherkkyys lialle ja pneumaattisille iskuille, helppokäyttöisyys, eikä laitteessa ole myöskään liikkuvia osia.

Laitteet kestävät vaikeimmat ulkoiset olosuhteet, indikaattoreiden tarkkuus taataan ympäristön lämpötiloissa jopa 500 celsiusasteeseen, maksimipainetaso on 30 MPa

Tämän tyyppisten virtausmittareiden käytössä tunnetaan myös merkittäviä haittoja - lisääntynyt herkkyys mekaaniselle tärinälle, painehäviö. Putken halkaisija pitäisi olla 15-30 cm.

Tyyppi #3 - ultraäänivirtausmittarit

Laitteessa, joka tunnetaan myös nimellä akustinen laite, on useita kiistattomia etuja:

• hydraulisen vastuksen puute;
• laitteessa ei ole liikkuvia osia, mikä parantaa sen luotettavuutta;
• mekanismin lisääntynyt lujuus;
• nopea toiminta.

Tämän tyyppinen virtausmittari perustuu signaalin kulkuajan eron määrittämiseen.

Ultraäänivirtausmittarien toiminta on riippumaton lämpötilasta, ympäristön paineesta, viskositeetista ja sähkönjohtavuudesta, mikä takaa saatujen tietojen tarkkuuden

Ultraäänianturit, jotka sijaitsevat vinosti toisiinsa nähden, suorittavat vastaanottimen ja lähettimen toiminnot. Useiden kanavien käyttö kompensoi virtausprofiilin muodonmuutoksia.

Tyyppi #4 - rumpuvirtausmittarit

Tätä laiteluokkaa käytetään pääsääntöisesti laboratoriotutkimukseen. Rummun pyöriessä syntyvä paine saa osat täyttymään kaasulla ja tyhjentämään sen jälkeen.

Rummun laskentamekanismien (ilman pulssigeneraattoria) täydellistä toimintaa varten vakiovirtalähdettä ei tarvita, mikä on niiden kiistaton etu.

Rummun kierrosluku on verrannollinen kaasun kuutioyksikköihin, osoitin välitetään laskentarakenteen kellotauluun. Rumpuvirtausmittareilla on korkea mittaustarkkuus.

Tyyppi #5 - levitaatio laitteet

Takometrilaitteen liikkuva osa pyörii laakereissa, nopeus on sama kuin tilavuuskaasuvirta. Ympyräliikkeen nopeus muunnetaan sähköiseksi signaaliksi toissijaisen muuntimen avulla, tulokset heijastuvat indikaattoriin.

Levitaatiomittauslaitteet toimivat olosuhteissa -30 - +50 celsiusastetta, arvojen virhe on ± 1,5 %.

Levitaatio Laitteilla on kysyntää maakaasun kulutuksen kaupalliseen mittaukseen niin kotitalous- kuin käyttötarkoituksiin.

Tyyppi #6 - kalvomittarit

Patentti yhden yleisimmistä kaasunmittauslaitteista annettiin Englannissa 1800-luvun jälkipuoliskolla.

Mekaanisen virtausmittarin toimintaperiaate perustuu liikkuvien kammiokalvojen asennon muuttamiseen kaasun sisääntulohetkellä. Vuorotteluliikettä tapahtuu aineen sisään- ja ulostulon aikana.

Kalvotyyppinen kaasuvirtausmittari voi koostua 2 tai 4 kammiosta riippuen mitattavan aineen tilavuudesta ja rakenteesta

Laskentalaitetta ohjaa vaihdelaatikoiden ja vipujen järjestelmä. Mekanismeissa on laaja valikoima mittausarvoja - jopa 1:100.

Tyyppi #7 - pyörivät laitteet

Mekaanisessa laitteessa mittauskammiossa on kaksi roottoria, jotka alkavat liikkua aineen paineen alaisena.Pyörivät osat sijaitsevat suorassa kulmassa toisiinsa nähden, niiden alkuperäinen sijainti kiinnitetään synkronointipyörillä.

Kaasun määrä on verrannollinen roottoreiden kierrosten lukumäärään. Magneettisen kytkimen ja vaihteiston avulla roottorin pyöriminen välitetään laskentalaitteeseen, joka on vastuussa ohitetun aineen tilavuuden keräämisestä.

Pyörivä virtausmittari on erittäin suorituskykyinen ja sitä käytetään kunnallislaitoksissa, keskisuurten ja pienten kaasun kulutusyrityksissä

Pyörivien virtausmittareiden tärkeimpiä etuja ovat korkea mittaustarkkuus, laitteen kompakti ja laaja valikoima virtausmittauksia. Haittoja ovat mekanismin melu, korkeat kustannukset ja herkkyys ulkoisille tekijöille, mukaan lukien saastuminen.

Tyyppi #8 - turbiinin virtausmittarit

Mekaaninen laite on muodoltaan putkenpala, virtausmittarin sisällä on turbiini, jossa on akseli ja liikkuvat tuet. Teholaite liikkuu, koska aine kulkee mittauskammion läpi.

Mekanismin liikenopeus on yhtä suuri kuin virtausnopeus ja kaasun kulutus. Kertynyt tilavuus heijastuu laskentamekanismiin; siirto siihen tapahtuu mekaanisesti vaihdelaatikon tai vaihdejärjestelmän avulla.

Turbiinimittaria voidaan käyttää vain puhtaiden ponneaineaineiden kanssa - kaasu, neste tai höyry suspensiossa, edellyttäen, että ne eivät sisällä kiinteitä hiukkasia

Listattujen lisäksi on muitakin laitteita, mutta niitä käytetään pääsääntöisesti tieteellisessä tutkimuksessa. He eivät käytännössä ole mukana kaupallisessa alalla.

Suosittelemme myös lukemaan toisen artikkelimme, jossa puhuimme yksityiskohtaisesti kaasumittarin valitsemisesta kotiisi. Lisätietoja - mene osoitteeseen linkki.

Laitteet kaasumäärien mittaamiseen

Kaasuvirtauksen mittauslaitteet on jaettu useisiin luokkiin laskentatavan perusteella. Nopeuksia käytetään määrittämään tutkittavan väliaineen tilavuusluku. Näissä laitteissa ei ole mittauskammioita. Herkkä osa on juoksupyörä (tangentiaalinen tai aksiaalinen), jonka ainevirta ajaa pyörimään.

Tilavuusmittarit ovat vähemmän riippuvaisia ​​tuotteen tyypistä. Niiden haittoja ovat suunnittelun monimutkaisuus, korkea hinta ja vaikuttavat mitat. Laite koostuu useista mittauskammioista ja on rakenteeltaan monimutkaisempi. Tämän tyyppiset laitteet on jaettu useisiin tyyppeihin - mäntä, terä, vaihde.

Tunnetaan toinen kaasumäärämittareiden luokitus, joka sisältää kolmen tyyppisiä laitteita: pyörivä, rumpu ja venttiili.

Pyörivien mittareiden suorituskyky on korkea. Niiden toiminta perustuu laitteen sisällä olevien terien kierrosten lukumäärän laskemiseen, indikaattori vastaa kaasun tilavuutta. Niiden tärkeimpiä etuja ovat kestävyys, riippumattomuus sähköstä ja lisääntynyt kestävyys lyhytaikaisia ​​ylikuormituksia vastaan.

Rumputyyppiset kaasumittarit toimivat syrjäytysperiaatteella. Korjausindikaattoreita, kuten lämpötilaa, kaasun koostumusta ja kosteustasoa, ei oteta huomioon

Rumpulaskurit koostuvat kotelosta, laskentamekanismista ja rummusta, jossa on mittauskammiot. Kaasunkulutuksen mittauslaitteen toimintaperiaate on määrittää paine-eron takia pyörivän rummun kierrosluku. Laskelmien tarkkuudesta huolimatta tämäntyyppiset instrumentit eivät ole löytäneet laajaa käyttöä sen suuren koon vuoksi.

Viimeisen tyyppisten mittarien, venttiilimittarien toimintaperiaate perustuu liikkuvan väliseinän liikkeeseen, johon vaikuttaa aineen paine-ero. Laite koostuu useista osista - laskenta- ja kaasunjakomekanismista sekä kotelosta. Sillä on suuret mitat, joten sitä käytetään pääasiassa jokapäiväisessä elämässä.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Seuraavassa videossa käsitellään pyörrekaasuvirtausmittarien toimintaa:

Kaasuvirtauksen mittaus on yksi tuotannon tärkeimmistä tehtävistä. Virtausmittarimarkkinoilla on valtava määrä erilaisia ​​rakenteita ja toimintaperiaatteita vastaavia laitteita, jotka sopivat myös kotimaisiin tarpeisiin. Niiden avulla voit määrittää melkein minkä tahansa määrän nestettä tai kaasua ilman erityistä kalibrointistandardin asennusta.

Voit täydentää materiaaliamme mielenkiintoisilla tiedoilla artikkelin aiheesta, esittää kysymyksiä tai osallistua keskusteluun. Jätä kommenttisi alla olevaan lohkoon.