Классификацию расходомерного оборудования можно разделить на: объемный расходомер, скоростной расходомер, целевой расходомер, электромагнитный расходомер, вихревой расходомер, ротаметр, расходомер дифференциального давления, ультразвуковой расходомер, массовый расходомер и т. д.
1. Ротаметр
Поплавковый расходомер, также известный как ротаметр, является разновидностью расходомера с переменной площадью сечения. В вертикальной конической трубке, которая расширяется снизу вверх, сила тяжести поплавка круглого поперечного сечения воспринимается гидродинамической силой, и поплавок может находиться в Конус может свободно подниматься и опускаться. Он движется вверх и вниз под действием скорости потока и плавучести, и после уравновешивания с весом поплавка, он передается на циферблат для индикации расхода через магнитную муфту. Обычно делятся на стеклянные и металлические ротаметры. Металлические роторные расходомеры являются наиболее распространенными в промышленности. Для агрессивных сред с малым диаметром труб обычно используют стекло. Из-за хрупкости стекла ключевой точкой контроля также является роторный расходомер из драгоценных металлов, таких как титан. В Китае существует множество производителей роторных расходомеров, в частности, Chengde Kroni (использующая немецкую кёльнскую технологию), Kaifeng Instrument Factory, Chongqing Chuanyi и Changzhou Chengfeng. Благодаря высокой точности и повторяемости ротаметры широко используются для измерения расхода в трубах малого диаметра (≤ 200 мм).
2. Расходомер объемного типа
Расходомер вытеснительного типа измеряет объемный расход жидкости, измеряя объем, образованный между корпусом и ротором. В зависимости от конструкции ротора расходомеры вытеснительного типа делятся на расходомеры с поясным колесом, скребковые, эллиптические шестеренчатые и т. д. Расходомеры вытеснительного типа характеризуются высокой точностью измерения, некоторые до 0,2%, простой и надежной конструкцией, широкой областью применения, высокой термостойкостью и устойчивостью к высокому давлению, а также неприхотливостью в монтаже. Он широко используется для измерения расхода сырой нефти и других нефтепродуктов. Однако из-за зубчатого привода основная часть трубопровода представляет наибольшую скрытую опасность. Перед оборудованием необходимо устанавливать фильтр, который имеет ограниченный срок службы и часто требует технического обслуживания. Основные производственные предприятия страны: Kaifeng Instrument Factory, Anhui Instrument Factory и др.
3. Расходомер дифференциального давления
Расходомер дифференциального давления – это измерительный прибор с богатой историей применения и полным набором экспериментальных данных. Он измеряет разность статического давления, создаваемую жидкостью, протекающей через дроссельное устройство, для отображения расхода. Базовая конфигурация состоит из дроссельного устройства, линии сигнала дифференциального давления и дифференциального манометра. Наиболее распространенным в отрасли дроссельным устройством является «стандартное дроссельное устройство», которое стандартизировано. Например, стандартное отверстие, сопло, сопло Вентури, трубка Вентури. В настоящее время дроссельные устройства, особенно устройства измерения расхода через сопло, становятся все более интегрированными, и высокоточный датчик дифференциального давления и температурная компенсация интегрированы в сопло, что значительно повышает точность. Технология трубки Пито может использоваться для калибровки дроссельного устройства в режиме онлайн. В настоящее время в промышленных измерениях также используются некоторые нестандартные дроссельные устройства, такие как двойные диафрагмы, круглые диафрагмы, кольцевые диафрагмы и т. д. Эти счетчики, как правило, требуют калибровки в реальном расходе. Конструкция стандартного дроссельного устройства относительно проста, но из-за относительно высоких требований к допускам размеров, формы и положения технология обработки относительно сложна. Например, стандартная диафрагма представляет собой сверхтонкую пластинчатую деталь, склонную к деформации во время обработки, а более крупные диафрагмы также склонны к деформации во время использования, что влияет на точность. Напорное отверстие дроссельного устройства, как правило, не слишком большое, и оно будет деформироваться во время использования, что повлияет на точность измерения. Стандартная диафрагма изнашивает конструктивные элементы, связанные с измерением (например, острые углы), из-за трения жидкости об нее во время использования, что снижает точность измерения.
Хотя разработка расходомеров дифференциального давления началась сравнительно рано, в связи с постоянным совершенствованием и разработкой других типов расходомеров, а также постоянным повышением требований к измерению расхода для промышленного развития, позиция расходомеров дифференциального давления в промышленных измерениях частично уступила место современным, высокоточным и удобным расходомерам.
4. Электромагнитный расходомер
Электромагнитный расходомер разработан на основе принципа электромагнитной индукции Фарадея для измерения объёмного расхода проводящей жидкости. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при пересечении проводником силовых линий магнитного поля в магнитном поле в проводнике возникает индуцированное напряжение. Величина электродвижущей силы соответствует величине электродвижущей силы проводника. В магнитном поле скорость движения, перпендикулярная магнитному полю, пропорциональна диаметру трубы и разнице температур среды, преобразуясь в расход.
Электромагнитный расходомер и принципы выбора: 1) Измеряемая жидкость должна быть электропроводящей жидкостью или пульпой; 2) Калибр и диапазон (предпочтительно, чтобы нормальный диапазон составлял более половины полного диапазона, а расход находился в пределах 2–4 метров); 3). Рабочее давление должно быть меньше сопротивления давления расходомера; 4). Для разных температур и агрессивных сред следует использовать различные материалы футеровки и электродов.
Точность измерений электромагнитного расходомера основана на ситуации, когда труба заполнена жидкостью, а проблема измерения наличия воздуха в трубе до сих пор не решена должным образом.
Преимущества электромагнитных расходомеров: отсутствие дросселирующего элемента, благодаря чему потери давления незначительны, а энергопотребление снижено. Расходомер зависит только от средней скорости измеряемой жидкости, а диапазон измерений широкий; другие среды могут быть измерены только после калибровки по воде без коррекции, что делает его наиболее подходящим для использования в качестве измерительного прибора для расчетов. Благодаря постоянному совершенствованию технологий и материалов, постоянному повышению стабильности, линейности, точности и срока службы, а также постоянному расширению диаметров труб, для измерения двухфазных сред твердое тело-жидкость используются сменные и скребковые электроды для решения этой проблемы. Высокое давление (32 МПа), коррозионная стойкость (покрытие против кислот и щелочей), средние проблемы измерения, а также постоянное расширение калибра (до калибра 3200 мм), постоянное увеличение срока службы (обычно более 10 лет), электромагнитные расходомеры получают все более широкое применение, их стоимость также снизилась, но общая цена, особенно цена больших диаметров труб, по-прежнему высока, поэтому они занимают важное место при покупке расходомеров.
5. Ультразвуковой расходомер
Ультразвуковой расходомер – это новый тип приборов для измерения расхода, разработанный в наше время. Ультразвуковой расходомер может измерять расход высоковязкой жидкости, непроводящей ток жидкости или газа, а также измерять расход. Принцип измерения расхода заключается в следующем: скорость распространения ультразвуковых волн в жидкости изменяется в зависимости от расхода измеряемой жидкости. В настоящее время высокоточные ультразвуковые расходомеры по-прежнему представлены зарубежными брендами, такими как японская Fuji и американская Kanglechuang; среди отечественных производителей ультразвуковых расходомеров в основном представлены Tangshan Meilun, Dalian Xianchao, Wuhan Tailong и др.
Ультразвуковые расходомеры, как правило, не используются для измерения расхода в процессе учёта, и при повреждении точки измерения на месте невозможно остановить производство для его замены. Они часто используются в ситуациях, когда контрольные параметры необходимы для управления производством. Главное преимущество ультразвуковых расходомеров заключается в том, что они позволяют измерять расход в трубах большого диаметра (диаметром более 2 метров). Даже если некоторые точки измерения используются для учёта, использование высокоточных ультразвуковых расходомеров позволяет снизить затраты и сократить объём технического обслуживания.
6. Массовый расходомер
После многих лет исследований, в 1977 году американская компания MICRO-MOTION впервые представила массовый расходомер с U-образной трубкой. После выхода этого расходомера он показал свою высокую жизнеспособность. Его преимущество заключается в том, что сигнал массового расхода может быть получен напрямую, и на него не влияют физические параметры, точность составляет ± 0,4% от измеренного значения, а некоторые могут достигать 0,2%. Он может измерять широкий спектр газов, жидкостей и пульп. Он особенно подходит для измерения сжиженного нефтяного газа и сжиженного природного газа с качественными торговыми средами, дополненными электромагнитным расходомером; поскольку на него не влияет распределение скорости потока на стороне входа, нет необходимости в прямых участках трубы на передней и задней сторонах расходомера. Недостатком является то, что массовый расходомер имеет высокую точность обработки и, как правило, имеет тяжелое основание, поэтому он дорогой; поскольку на него легко влияют внешние вибрации, и точность снижается, обратите внимание на выбор места и способа его установки.
7. Вихревой расходомер
Вихревой расходомер, также известный как вихревой расходомер, появился на рынке лишь в конце 1970-х годов. Он стал популярным с момента своего появления на рынке и широко используется для измерения расхода жидкостей, газов, пара и других сред. Вихревой расходомер – это расходомер скорости. Выходной сигнал представляет собой импульсный частотный сигнал или стандартный токовый сигнал, пропорциональный расходу, и не зависит от температуры, состава, вязкости и плотности жидкости. Конструкция проста, нет подвижных частей, а чувствительный элемент не касается измеряемой жидкости. Он обладает высокой точностью и длительным сроком службы. Недостатком является то, что для установки требуется определенный прямой участок трубы, а обычный тип не обладает хорошей устойчивостью к вибрации и высоким температурам. Вихревой расходомер бывает пьезоэлектрическим и емкостным. Последний имеет преимущества в термостойкости и вибростойкости, но он более дорогой и обычно используется для измерения перегретого пара.
8. Целевой расходомер
Принцип измерения: при течении среды в измерительной трубке разность давлений между собственной кинетической энергией среды и давлением на мишень вызывает её небольшое смещение, а возникающая сила пропорциональна скорости потока. Устройство позволяет измерять сверхмалые скорости потока (0–0,08 м/с) с точностью до 0,2%.
Время публикации: 07 апреля 2021 г.