Что измеряет расходомер

Одно из главных условий рационального ведения домашней бухгалтерии – строгий учет всех расходов, в том числе и потребления электричества, газа, воды. Для этого каждое жилое помещение должно быть оборудовано специальным прибором – расходомером.

Во многих хозяйственных отраслях возникает потребность в учете расхода тех или иных материалов – жидких, газообразных или сыпучих. Для этого существует класс измерительных приборов, известных под названием расходомеры. Применение такого оборудования позволяет упростить и автоматизировать проведение замеров, а также гарантировать при этом получение достоверных сведений.

С помощью расходомера определяют объем или массу какого-либо продукта или среды, которые прошли через сечение трубопровода за определенный отрезок времени. Ниже мы подробнее рассмотрим, как работает расходомер, устройство и принцип действия разных типов таких приборов, как выбрать те или иные виды подобного оборудования и как обеспечить их корректную работу.

Расходомеры применяются для измерения массового либо объемного расхода рабочей среды, что необходимо для корректного ведения технологического процесса, а также учета использования реагентов, химикатов, энергоносителей и продуктов переработки.

Агрегатное состояние веществ: газ, жидкость, суспензия, пар, при рабочих условиях. Также важно чтобы во время работы расходомера не осуществлялся фазовый переход из одного агрегатного состояния в другое, т. к это негативно сказывается на сроке службы прибора и точности измерений.

Химический состав: В случае смеси из различных веществ – химический состав отдельных компонентов, их доля (объемная, массовая, мольная) в смеси. По химическому составу, а также рабочим условиям возможно определить физические свойства среды, необходимые для оценки работоспособности расходомера в текущих условиях. Химический состав также позволяет оценить совместимость среды с материалом корпуса и уплотнений расходомера.

Диапазон рабочих расходов: При определении верхнего предела измерения лучше сделать запас в 5-15%, однако некоторые расходомеры могут давать показания и для расходов более 100% верхнего предела измерения (ВПИ), но паспортная точность гарантируется только при расходах менее 100%. Нижний предел измерения также важен, т.к. не бывает расходомеров, измеряющих расход от 0 до 100% ВПИ. Всегда есть нижний предел измерения, ниже которого прибор не способен обеспечить паспортную точность.

Рабочий диапазон температур среды: очень низкие и высокие температуры требуют специальных методов измерения, либо переноса точки измерения в часть системы, где температура среды ближе к комнатной.

Рабочий диапазон давлений среды: как при высоком давлении, так и в условиях вакуума, страдает ресурс прибора, также изменяются требования к самому прибору.

Наличие посторонних включений. Пары воды и масла, твердые частицы в газе, взвешенные частицы и пузырьки газа в жидкости и т.д. Так, конденсация среды внутри газового расходомера может приводить к ухудшению его точности, а при накоплении твердых частиц в измерительной части расходомера может произойти выход прибора из строя. Для ряда жидкостных расходомеров с подвижными частями наличие растворенного воздуха будет приводить к кавитации, разрушающей корпус прибора.

Стабильность потока. На этапе подбора прибора необходимо определиться, будет ли поток постоянным, или он будет разрываться. Труба заполнена полностью или частично.

Коррозионные свойства. Может ли среда при условиях эксплуатации повредить корпус, уплотнения расходомера и встроенные датчики. В данном критерии учитываются также включения в рабочую среду.

Параметры места эксплуатации. Диапазон температуры, влажности окружающей среды по месту эксплуатации, степень пыле- и влагозащиты, взрывозащита, коррозионное воздействие на расходомер извне, наличие источников мощного электромагнитного излучения.

Расходомер представляет собой прибор для измерения количества израсходованного (пройденного через трубопровод) рабочего вещества, жидкости или газа. Поскольку сжимаемые и несжимаемые вещества имеют свою специфику измерения, то и устройства в этом сегменте различаются по принципам действия. Каждая категория рассчитана на работу в среде с определенными эксплуатационными характеристиками, отличается особыми параметрами, имеет свои преимущества и недостатки.

Электромагнитные расходомеры

В основе таких приборов – закон Фарадея (электромагнитной индукции). Электродвижущая сила формируется под воздействием воды или другой проводящей жидкости, проходящей через магнитное поле. Получается, что жидкость течет между полюсами магнита, создавая ЭДС, а прибор фиксирует напряжение между 2 электродами, тем самым измеряя объем потока. Этот прибор работает с минимальными погрешностями при условии транспортировки очищенных жидкостей и никак не тормозит поток.

Преимущества электромагнитных расходомеров

Расходомеры этого типа дополнены передатчиками УЗ-сигналов. Скорость прохождения сигнала от передатчика до приемника будет меняться каждый раз при движении жидкости. Если ультразвуковой сигнал идет по направления потока, то время уменьшается, если против – увеличивается. По разности времени прохождения сигнала по потоку и против него и рассчитывается объемный расход жидкости. Как правило, такие устройства комплектуются аналоговым выходом и микропроцессорным блоком управления, а все отображаемые данные выводятся на LED-дисплей.

Достоинства ультразвуковых расходомеров

В расходомерах тахометрического типа основным измерительным элементом служит крыльчатка или турбина (располагаются перпендикулярно или параллельно проходящему потоку соответственно). В процессе замеряются скорость вращения и количество оборотов, сделанных в потоке.

Кориолисовы расходомеры

В основе действия – эффект Кориолиса: U-образные трубки подвергаются колебаниям при движении, а вибрационные колебания, в свою очередь, вызывают закручивание вещества. Величина сдвига фаз зависит от массового расхода жидкости или пара. Расход измеряется с учетом образуемого угла закручивания. Чаще всего такие расходомеры применяются для жидкостных сред, в том числе для красок, лаков, жидких полимеров.

Вихревые расходомеры

В таких приборах проводится измерение частоты колебаний, возникающих в потоке газа или жидкости в момент обхождения препятствий. Обтекание приводит к образованию вихрей (собственно, поэтому этот тип устройств и получил свое название), а величина изменения завихрений позволяет вычислить силу потока.

Вихревые расходомеры измеряют частоту колебаний, которые возникают в потоке жидкости или газа, когда они обтекают препятствия. При обтекании препятствий образуется вихрь, от которого приборы и получили свое название.

Расходомеры перепада давления

В основе принципа действия таких приборов – измерение перепада давления, возникающего в момент прохождения жидкостного или газового потока через сужающееся приспособления (шайбу, сопло). В этом месте меняется скорость потока, а давление возрастает. Замеры в точке прохождения препятствия производятся с использованием дифференциального датчика давления.

Эти шесть вариантов считаются основными типами расходомеров для измерения объемов жидкостей и газообразных сред, воздух и воды.

В компании Измеркон предлагается широкий выбор промышленных расходомеров воздуха и сжатых газов, в том числе и с цифровым интерфейсом. Вы можете подобрать подходящую модель, ориентируясь на описание или проконсультировавшись с менеджерами. Наша компания из Санкт-Петербурга обеспечивает отправку измерительных приборов по всей России.

Расходомеры — это устройства, используемые для измерения объемного расхода различных  жидкостей, включая воду. Они широко используются в самых разных областях промышленности, на объектах генерации, в ЖКХ и системах утилизации отходов.

Измерение расхода воды имеет широкий спектр применения, включая:

При измерении расхода воды важно учитывать следующие особенности измерения расхода воды:

Характеристики расходомера

Таким образом, при выборе расходомера для измерения расхода воды важно учитывать конкретные требования к применению, включая свойства жидкости, фактический расход среды протекающей по водоводу, размер и материал трубы, а также требования к установке и обслуживанию.

Существует несколько типов расходомеров, которые могут быть использованы для измерения расхода воды, в том числе:

При измерении расхода воды также важно учитывать особенности измерения расхода воды, включая колебания скорости потока, свойства жидкости, размер и материал водовода, а также требования к установке и обслуживанию. Выбрав подходящий расходомер для работы и обеспечив надлежащую установку и обслуживание, можно получить точные и надежные результаты измерения расхода воды.

Водомеры

Водомер в КИП — это прибор для измерения расхода или объема воды в трубопроводе. Водомеры относятся к контрольно-измерительным приборам и автоматике (КИПиА), которые используются для автоматизации процессов и производств.

Водомеры бывают разных типов в зависимости от принципа работы, например: тахометрические, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые2. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, а также область применения.Водомеры необходимы для учета потребления воды и экономии ресурсов. Они устанавливаются на входе или выходе трубопровода и подключаются к системе КИПиА для передачи данных об измерениях.

Выбор подходящего типа водомера зависит от нескольких факторов, таких как:

Водомер и расходомер воды

Водомер и расходомер — это разные названия одного и того же прибора для измерения расхода или объема воды в трубопроводе. Водомер — это более общий термин, который может относиться к любому типу расходомера, работающему по разным принципам (тахометрическому, электромагнитному, ультразвуковому, вихревому и т.д.). Расходомер — это более специфический термин, который подразумевает измерение скорости потока воды в метрах в секунду или литрах в минуту. В некоторых случаях расходомер может также измерять другие параметры потока, такие как давление, температуру, плотность и т.д. В зависимости от типа расходомера могут быть разные требования к условиям измерения, например: проводимость воды, наличие примесей или пузырьков воздуха, длина прямолинейных участков трубопровода до и после прибора и т.д. Поэтому при выборе водомера или расходомера нужно учитывать характеристики измеряемой среды и трубопровода, а также цель и точность измерения.

Электромагнитный расходомер

Электромагнитный расходомер основан на принципе электромагнитной индукции, открытом Феррари. Он состоит из магнитной системы, измерительной камеры, электродов, корпуса, облицовки и преобразователя сигнала. Он имеет высокую стабильность и нечувствителен к вязкости, плотности и давлению измеряемого объекта. Это один из наиболее распространенных типов расходомеров с зрелой технологией производства и обслуживания. Его достоинства включают устойчивость к коррозии и износу, долговечность, а также возможность двунаправленного измерения, что повышает удобство использования. Электромагнитные расходомеры широко применяются в металлургии, промышленности, химии, сельском хозяйстве, экологии, медицине и других сферах. Они подходят для измерения объемного расхода проводников жидкостей в закрытых трубах.

Однако электромагнитный расходомер имеет свои ограничения. Он не может измерять пары, газы и другие непроводящие среды. Кроме того, его эффективность измерения снижается при очень низкой проводимости жидкости. Электромагнитный расходомер — это расходомер, который использует эффект электромагнитной индукции (пересечение магнитных полей). Его особенности:

Ультразвуковой расходомер

Ультразвуковой расходомер использует ультразвуковые импульсы для определения расхода жидкости в трубе. Ультразвуковые расходомеры стали широко применяться с 1970-х годов. Сегодня их технология более совершенная и область их применения более обширная. Главное достоинство ультразвукового расходомера заключается в том, что он может измерять скорость потока жидкости без контакта с измеряемым объектом. Это означает, что тип среды или размер трубы не влияют на эффективность работы ультразвукового расходомера. Газ и пар, которые недоступны для электромагнитного расходомера, могут быть измерены ультразвуковым расходомером.

Датчик уровня воды

Водомер и датчик уровня воды — это различные приборы, которые определяют разные характеристики воды. Водомер измеряет расход или объем воды, проходящей по трубе. Датчик уровня воды измеряет высоту водной глади в резервуаре или реке. Водомер может работать по разным принципам, например: скоростному, электромагнитному, ультразвуковому, вихревому и т.д. А датчики уровня воды могут быть поплавковыми, гидростатическими, барботажными, радарными.

Ультразвуковые расходомеры предназначены для автоматического измерения объёмного количества и объёмного расхода жидкостей. Его принцип действия основан на изменении скорости распространения ультразвукового сигнала в движущейся среде в зависимости от значения составляющей скорости этой среды в направлении распространения ультразвукового сигнала.

В комплект расходомера входят измерительно-управляющий прибор и кратное двум количество пьезодатчиков, увеличение числа которых позволяет добиться более высокой точности измерения. Первичным преобразователем ультразвукового расходомера является отрезок трубы, на котором под углом к её оси установлены пьезоэлектрические датчики. При сжатии и растяжении в определённых направлениях пьезоэлементов на их поверхностях возникают электрические заряды. Если к этим поверхностям приложить разность электрических потенциалов, то пьезоэлемент растянется или сожмётся в зависимости от того, на какой из этих поверхностей будет больше напряжения. Это явление называется обратным пьезоэффектом. Оно лежит в основе работы излучателей ультразвуковых колебаний, преобразующих переменное электрическое напряжение в механические колебания той же частоты. Приёмники, преобразующие эти колебания в переменное электрическое напряжение, работают на прямом пьезоэффекте. Каждый из двух пьезоэлементов по очереди является излучающим и приёмным, с помощью высокочастотных кабелей они соединяются с измерительно-управляющим прибором.

Схемы ультразвуковых преобразователей расходомеров:

а — одноканального; б — с отражателями; в — двухканального

Поверка приборов учета

Со временем точность показаний любого прибора снижается. Поэтому все расходомеры нужно систематически поверять. Существуют следующие виды поверки:

Есть два способа поверки приборов учета:

Первый вариант не очень удобный, так как требует много времени и денег. Нужно пригласить специалиста, который снимет прибор, установит перемычку, а затем вмонтирует счетчик после поверки обратно.

К тому же процесс поверки прибора может занять целый месяц, а в это время плата за газ или воду будет рассчитываться по среднему расходу за предыдущие 6 месяцев, а не по факту потребления. Если прибавить сюда же расходы на пломбировку расходомера и оплату самой поверки, сумма получится внушительная.

Многие владельцы предпочитают выполнять поверку приборов без снятия. К преимуществам этого варианта относится быстрота выполнения процедуры и отсутствие дополнительных расходов на пломбировку, демонтаж и оплату по средним значениям.

Принцип действия вихревого расходомера основан на явлении Кармана. Тело обтекания, помещенное в поток, проходящий через вихревой расходомер, создает после себя чередующиеся вихри, представляющие собой две вихревые дорожки, которые называются дорожками Кармана. В одной дорожке вихри вращаются по часовой стрелке, в другой – против. Вихри образуются в вихревом расходомере один за другим поочередно, сначала с одной стороны тела обтекания, затем – с другой, создавая неоднородность давления в окружающем потоке газа или жидкости. Расстояние между вихрями (длина волны возмущения) является измеряемой константой.

За телом обтекания вихревого расходомера расположен датчик скорости, который фиксирует прохождение вихрей. Считая количество вихрей, проходящих мимо датчика скорости в единицу времени (частоту), вычислитель вихревого расходомера определяет полный объем рабочей среды.

Сенсор скорости вихревого расходомера включает в себя пьезоэлектрический элемент, измеряющий частоту вихрей. При образовании вихря на пьезодатчик действует деформирующая сила, которая преобразуется в электрический сигнал. Частота этого переменного сигнала пропорциональна частоте образовавшихся вихрей.

Электромагнитные расходомеры применяют для измерения расхода электропроводящих жидкостей.

Расходомер представляет собой отрезок трубы из нержавеющей стали, с расположенными снаружи полюсами электромагнита, в котором по оси расположены токосъемные электроды. Участок трубопровода по обе стороны от электродов покрыт электроизоляцией. Роль проводника в таком расходомере выполняет электропроводная жидкость, перемещающаяся по трубопроводу и пересекающая магнитное поле электромагнита. В жидкости будет возникать пропорциональная скорости ее движения ЭДС. Степень агрессивности для таких приборов определяется материалом изоляции трубы и электродов первичного преобразователя.

Температурная компенсация

Измерение расхода термическим методом не требует введения поправок на давление и температуру, необходимых для большинства расходомеров, используемых для измерений расхода газа в реальных условиях. Однако, изменение температуры будет приводить к изменению свойств газа, влияющих на конвективный теплообмен. В расходомерах данного типа предусмотрено измерение температуры и автоматическая коррекция результатов измерений массового расхода, обеспечивающая учет изменений свойств газа во всем рабочем диапазоне температур прибора.

Термические массовые расходомеры

Данный тип расходомеров выполняет измерения массового расхода, определяя теплоотвод от нагретой поверхности. Датчик состоит из двух равных по массе элементов с точно подобранными термометрами сопротивления. Опорный сенсор измеряет температуру контролируемой среды (до +200 °С); второй термометр сопротивления измеряет температуру нагретого сенсора. Мощность, подводимая к нагревателю, меняется так, чтобы поддерживать постоянную положительную разность температуры относительно опорного значения. Между подводимой мощностью и массовым расходом существует физическая зависимость, имеющая нелинейный характер. Микропроцессор, входящий в состав прибора, определяет по требуемой мощности соответствующее значение массового расхода, используя для этого калибровочную кривую. Измеряется также и температура, по которой определяется температурная поправка к массовому расходу во всем диапазоне рабочих температур прибора.

Кориолисовые массовые расходомеры

Принцип действия основан на том что поток жидкости в датчике проходит через пару симметричных изогнутых измерительных трубок, колеблющихся с определенной частотой. Форма колебаний одной из этих трубок показана на рисунке ниже. Трубка приводится в движение электромагнитной катушкой, расположенной в центре изгиба трубки. Колебания трубки подобны колебаниям камертона и имеют амплитуду менее 1 мм и частоту в диапазоне 80 – 100 Гц.

Измеряемой среде, проходящей через трубку, придается вертикальная составляющая движения вибрирующей трубки. При движении вверх во время первой половины цикла колебания (рисунок ниже) жидкость, втекающая в трубку, создает сопротивление движению вверх, давя на трубку вниз. Поглотив вертикальный импульс при движении вокруг изгиба трубки, жидкость, вытекающая из трубки, сопротивляется уменьшению вертикальной составляющей движения, толкая трубку вверх это приводит к закручиванию трубки. Когда трубка движется вниз во время второй половины цикла колебания, она закручивается в противоположную сторону. Это закручивание называется эффектом Кориолиса.

На основании второго закона Ньютона, угол закручивания трубки датчика прямо пропорционален количеству жидкости, проходящей через трубку в единицу времени. Электромагнитные катушки-детекторы, расположенные с каждой стороны трубки, снимают сигнал, соответствующий колебаниям трубки. Массовый расход определяется путем измерения временной задержки между сигналами детекторов. При отсутствии потока закручивания трубы не происходит, и между сигналами детекторов нет временной разности. При наличии потока труба закручивается, при этом возникает разность по времени в поступлении двух сигналов по скорости. Эта разница во времени прямо пропорциональна массовому расходу.

Измерение плотности – Собственная частота колебаний сенсорных трубок зависит от их геометрии, материала, конструкции и массы. Масса состоит из двух частей: массы самих трубок и массы измеряемой среды в трубках. Для конкретного типоразмера сенсора масса трубок постоянна. Поскольку масса измеряемой среды в трубках равна произведению плотности среды и внутреннего объема, а объем трубок является также постоянным для конкретного типоразмера, то частота колебаний трубок может быть привязана к плотности среды и определена путем измерения периода колебаний.

Сумматор

Программный сумматор выводит на дисплей девятизначное значение суммарного расхода, отображаемое в единицах измерения, выбранных пользователем. Использование электронно-перепрограммируемого ПЗУ для хранения значений суммарного расхода устраняет необходимость в резервных аккумуляторах и обеспечивает максимальную сохранность данных в случае перерыва в электроснабжении. Сумматор можно установить на нуль с помощью дисплейного модуля или HART.

Для выбранных газов, используя ранее полученные калибровочные данные воздух-газ, можно выполнить эквивалентную калибровку по воздуху.

Для зондов предусмотрены различные варианты соединений с контролируемой средой, включая резьбовые и фланцевые, а также монтаж с использованием обжимного фитинга. Зонд можно устанавливать в трубы диаметром не менее 1 1/2″ (при использовании резьбового соединения – не менее 2″/DN 50).

Датчик защищен от повреждения на случай удара о “дно” при слишком глубоком вводе в трубу. При монтаже зонда с использованием обжимного фитинга можно отрегулировать положение датчика в трубе, чтобы добиться оптимального расположения. Обычно такое расположение достигается, если низ зонда находится на 25 мм ниже осевой линии трубы.

Каждый расходомер калибруется на заводе-изготовителе на определенный тип газа и требуемый расход. Конфигурирование прибора выполняется по информации о конкретной области применения. Благодаря этому прибор можно установить и сразу же ввести в эксплуатацию, не проводя настройку на месте установки.

Сжатый воздух или газ

Измерение массового расхода в различных газопроводах для получения информации об использовании газов на предприятии, позволяющей организовать их распределение внутри предприятия.

Трубопроводы факельных установок

Измерение расхода в различных точках трубопроводов факельных установок.

Применение и параметры выбора расходомеров

Такое измерительное оборудование широко используется во многих промышленных и хозяйственных отраслях – пищевой, химической и нефтегазовой, в энергетике, при организации фармацевтических производств. Также их применяют при подаче воды или газа потребителям, в системах водоотведения и во множестве других случаев.

Разные типы расходомеров применяются для работы с различными по физическим параметрам средами:

Помимо замера расхода жидкостей, газов или сыпучих материалов применение современных расходомеров позволяет решить многие задачи по автоматизации технологических или хозяйственных процессов. Такие приборы могут быть подключены к автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП), а используя поступающие с них данные, система в автоматическом режиме корректирует работу оборудования.

Помимо физического принципа действия все производимые приборы такого типа имеют ряд критериев, которые необходимо учитывать при выборе:

Уточнить параметры приобретаемого оборудования можно у продавца или изучить прилагаемую к расходомеру инструкцию (руководство по эксплуатации).

Обслуживание и контроль

К такому оборудованию предъявляются высокие требования в плане стабильности и точности работы, ведь от достоверности получаемых результатов измерений во многом зависит правильность протекания технологических процессов и общая эффективность производства.

Для того чтобы обеспечить точность измерений, проводится поверка таких приборов. Различают несколько видов поверки:

Выполнять поверку расходомеров любого типа должны специалисты аккредитованной организации – только в этом случае выданные документы имеют юридическую силу.

Критерии выбора расходомера

Расходомеры устанавливают на пар, газ, воду и другие жидкости. Самые востребованные приборы учета сегодня – расходомеры, которые определяют давление исходя из изменений значений, которые возникают в трубопроводе из-за прибора сужения.

При выборе измерителя нужно учесть такие критерии:

Кроме того, есть датчики расхода, которые адаптируются под разные эксплуатационные условия.

Различные типы и принципы действия расходомеров

Существует несколько типов расходомеров, устройство и принцип работы которых сильно отличаются. Они предназначены для различных условий использования и измерения расхода разных сред.

Действие расходомера этого типа основано на физическом явлении электромагнитной индукции. Токопроводящая жидкость (например, вода), проходя между полюсами магнита, вызывает возникновение слабого электрического тока, величина которого измеряется прибором. Расходомер переводит напряжение между электродами в объем воды, проходящей по магистрали.

К преимуществам таких приборов можно отнести их долговечность, ведь тут нет подвижных деталей, а значит, тут практически нечему сломаться или износиться. Также они не влияют на скорость движения жидкости. Однако есть у них и недостаток – при наличии сторонних электромагнитных воздействий или изменении токопроводящих свойств жидкости (например, в случае попадания сторонних веществ) показания прибора могут оказаться неточными.

Устройство расходомера такого типа включает в себя генератор ультразвуковых импульсов, которые проходят через жидкость в трубе и попадают на датчик приемника. Время запаздывания импульса при прохождении против и вдоль потока жидкости различается, на основании разности времени прибор рассчитывает объемный расход воды.

Среди преимуществ этих устройств стоит отметить доступную стоимость, возможность установки на трубы большого диаметра и отсутствие элементов в канале трубы. Однако следует учитывать, что такие приборы достаточно чувствительны к ряду факторов – так, наличие посторонних включений в воде или стороннее вибрационное воздействие могут снизить точность измерения.

Счетчики перепада давления

При использовании таких приборов в канале трубы устанавливается сужающее устройство, в роли которого могут выступать шайба или специальное сопло. Прибор анализирует перепад давления при прохождении жидкости через препятствие, на основании полученных результатов рассчитывая скорость потока и расход.

Такое решение также имеет преимущество в виде отсутствия подвижных элементов, что обеспечивает высокую надежность и долговечность прибора. К минусам можно отнести относительно небольшой диапазон измерений и присутствие в трубе механической преграды.

Эксплуатация расходомера этой разновидности предполагает установку в трубу сегмента с рядом препятствий, которые движущиеся газ или жидкость должны обтекать, генерируя при этом колебания определенной частоты. По интенсивности колебаний прибор выдает данные относительно скорости потока и объемах прошедшего через отрезок трубы вещества.

Такой расходомер тоже не имеет в конструкции подвижных деталей, что является его преимуществом. Но наличие в разрезе трубы посторонних элементов может повлиять на скорость течения жидкости или газа. Кроме того, посторонние вибрации могут исказить показания прибора.

Устройства такого типа имеют турбину или крыльчатку, которая вращается под воздействием потока воды, газа или пара. Скорость вращения и количество оборотов фиксируются тахометром, прибор преобразует эти данные в объем расходуемой среды.

Поскольку при работе расходомеров такого типа используются подвижные элементы, они отличаются относительно невысокой надежностью. Наличие турбины или крыльчатки создает препятствие для потока измеряемой среды. К преимуществам таких устройств можно отнести довольно невысокую цену.

Принцип работы расходомера такого типа основан на сдвиге фаз вибрации измерительной трубки при прохождении по ней жидкости. U-образная трубка находится внутри расходомера, при помощи специального устройства ей придается вибрация определенной частоты, которая воспринимается датчиками.

При прохождении измеряемой среды к основной вибрации добавляются дополнительные колебания, которые являются результатом инерции вещества и нарастают по мере увеличения скорости потока. С помощью датчиков прибор фиксирует эти изменения и выдает информацию о количестве прошедшего по трубопроводу вещества.

К недостаткам таких расходомеров относят обычно сложность их конструкции и довольно высокую цену. В то же время, приборы такого типа не только обеспечивают высокую точность измерения расхода среды, но и позволяют получить данные о ее плотности и уровне вязкости.

Принцип работы расходомера

Принцип действия расходомера строится на законе электромагнитной индукции. Согласно ему, ЭДС в проводнике находится в прямой зависимости от скорости перемещения проводника в магнитном поле. В индукционных приборах в качестве проводника выступает измеряемая электропроводящая жидкость.

Работа приборов с сужающим устройством основывается на изменении потенциальной энергии замеряемого вещества при прохождении через зауженное сечение трубы. Скорость потока в последнем увеличивается, поэтому и давление в узком сечении ниже статического давления перед сужающимся участком.

Круглое отверстие внутри сужающего устройства расположено концентрично относительно стенок трубы, его диаметр меньше внутреннего диаметра трубопровода. Прибор с сужающим устройством оборудован бесшкальным дифманометром в комплекте с самопишущим вторичным устройством.

Виды расходомеров

Расходомер – это прибор учета жидкости или газа в помещении. На бытовом уровне прибор часто называют счетчиком, хотя это и неправильно. Расходомеры монтируют прямо на трубе, по которой проходит вода или газ, или рядом с ней. Измерительные приборы различаются между собой по типу конструкции и принципу действия.

В основе этих измерителей лежит принцип электромагнитной индукции Фарадея. В таких приборах проводящая жидкость, например, вода, проходит между магнитными полюсами, тем самым создавая ЭДС. Расходомер замеряет напряжение между электродами и высчитывает объем жидкости, проходящей по магистрали.

Этот метод надежен и точен, ведь сам по себе прибор не влияет на скорость движения жидкости. Расходомеры этого типа особенно долговечны, так как в них нет движущих элементов.

Преимущества электромагнитных приборов – это приемлемая цена, отсутствие деталей в поперечном разрезе и обширный диапазон замеров.

Недостаток только один: прибор реагирует на внешние осадки.

В прибор учета вмонтирован передатчик ультразвуковых импульсов (УЗС). При движении жидкости по магистрали происходит снос ультразвуковой волны. Вследствие этого изменяется время попадания сигнала в приемник. При движении сигнала через струю время прохождения увеличивается, если импульс следует против потока, а если вдоль – уменьшается.

Ультразвуковые приборы учитывают объемный расход воды на основе разности времени прохождения УЗС по течению потока и против него.

Преимущества ультразвуковых приборов – выгодная стоимость, отсутствие в поперечном разрезе подвижных и неподвижных деталей, средний диапазон замеров и возможность монтажа на трубопроводы большего диаметра.

К недостаткам можно отнести чувствительность прибора к осадкам, вибрациям и перекосам потока (однолучевые приборы).

Счетчики перепада давления

Действие данного типа расходомеров основано на замерах перепадов давления, возникающих при прохождении энергоносителя через сопло, шайбу или другое сужающее устройство. В этом сужении скорость потока изменяется, давление растет: чем скорость потока выше, тем расход больше.

Преимущество этой модели заключается в отсутствии подвижных частей.

Из недостатков стоит отметить малый диапазон измерений, чувствительность прибора к осадкам и наличие механической преграды для жидкости в виде сопла или шайбы.

Вихревые расходомеры замеряют частоту колебаний, возникающих в потоке жидкости или газа, когда те обтекают препятствия.

Преимущество прибора – отсутствие в корпусе подвижных элементов.

Среди недостатков стоит отметить препятствия в поперечном разрезе, ограничение по значениям, чувствительность к перепадам температур. К тому же прибор реагирует на вибрации.

Тахометры измеряют скорость вращения, количество оборотов крыльчатки или турбины в потоке газа, пара или воды. Принцип действия прибора не зависит от того, какая деталь в нем установлена: турбина или крыльчатка. Разница заключается в том, что крыльчатка вращается перпендикулярно потоку, а турбина – параллельно.

Главные преимущества прибора – невысокая цена, отсутствие необходимости подключения к электричеству.

Недостатки тахометра – механические препятствия при движении жидкости, небольшой динамический диапазон, значительные погрешности в замерах, частые поломки и короткий срок эксплуатации. Большое значение имеет и качество воды, так как примеси влияют на точность замеров.

В основу работы данных расходомеров положен эффект Кориолиса: изменение фаз механических колебаний U-образных патрубков, внутри которых и движется пар, газ или жидкость. Сила Кориолиса, воздействующая на стенки колеблющегося патрубка, изменяется под давлением пара или воды.

Положительные качества прибора – прямые замеры массового расхода, нечувствительность к осадкам, отсутствие препятствий во внутреннем разрезе, независимость результатов измерений от электропроводности.

Недостатки расходомера – высокая цена, сложность в изготовлении и чувствительность к вибрациям.