Датчики расхода это

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.

Возможно, вы слышали о преобразователях расхода и расходомерах. Расходомер и расходомер — это одно и то же? Какая разница и родство между ними раньше? Что купить: расходомер или преобразователь расхода? Какой купить?

Давайте обсудим как расходомер, так и датчик расхода по отдельности, чтобы вы полностью поняли их концепцию.

Что такое расходомер?

Расходомер — это прибор, используемый для измерения расхода жидкости в трубопроводе или открытом канале. Он измеряет поток жидкостей, жидкостей или газов через закрытую систему передачи.

Расходомеры делятся на расходомеры перепада давления, роторные расходомеры, дросселирование потока расходомеры, щелевые расходомеры, объемные расходомеры, электромагнитные расходомеры и ультразвуковые расходомеры. Классификация по среде: расходомер жидкости и расходомер газа.

Расширенное чтение: Типы ультразвуковых расходомеров и техническое руководство

Эти разные расходомеры имеют разные принципы работы. Например, диафрагменный расходомер рассчитывает расход жидкости на входном сечении узкого ограниченного отверстия (называемого диафрагмой) и на выходе из диафрагмы. С другой стороны, расходомер ротаметрического типа может измерять объемный расход внутри нескольких трубок, расположенных в разных частях переходной трубки.

Выше приведено общее введение в расходомер. Проще говоря. Мы можем думать, что расходомер состоит из двух частей: датчика и процессора сигналов. Эта конструкция может быть установлена ​​отдельно или целиком.Итак, часть обработки сигнала — это Flow Transmitter, о котором мы поговорим дальше.

Расширенное чтение: Как работает ротаметр

Что такое датчик расхода?

Датчик расхода является важной частью расходомера. Это расходомер с интегральной схемой в качестве операционной системы. В преобразователе расхода действие по измерению расхода выполняется электронной схемой после получения команды от оператора. Поскольку датчики расхода имеют электронные схемы, эти устройства можно использовать для управления потоком жидкости и контроля за ним.

Например, следующая группа изображений представляет собой датчик расхода нашего обычного электромагнитного расходомера.

Думаю, вам нравится: Что такое число Рейнольдса?

Принцип работы датчиков расхода

Передатчик (трансмиттер) — преобразователь, преобразующий выходной сигнал датчика в сигнал, распознаваемый контроллером. Он также может преобразовывать неэлектрический вход датчика в электрический сигнал и усиливать источник сигнала для дистанционного измерения и управления.

Есть много типов передатчиков. Передатчики, используемые в промышленных контрольно-измерительных приборах, в основном включают температура датчики, датчики давления, датчики расхода, датчики тока, датчики напряжения и так далее. Среди различных типов инструментов передатчики имеют наиболее широкое и распространенное применение.

Таким образом, датчик расхода преобразует сигнал расхода, полученный от датчика расхода, в электрический сигнал. Различные преобразованные электрические сигналы используются для облегчения приема и передачи другими приборами или устройствами управления. Снова через электронную схему. Унифицировать электрические сигналы от датчиков. Преобразован в стандартный 4-20MA.

Например:Масса расходомер непосредственно измеряет значение массы. Датчик расхода отображает значение объема. Это самая большая разница! Выход датчика расхода составляет 4 ~ 20 мА, а давление может отображаться напрямую путем подключения к вторичному измерителю.

Расширенное чтение: приложения ротаметра

Различия между расходомером и датчиком расхода

Ниже приведены некоторые важные различия между преобразователями расхода и расходомерами.

Расширенное чтение: Магнитный расходомер с батарейным питанием

Типы расходомеров

На самом деле строгой классификации расходомеров не существует. Датчик расхода может быть сконфигурирован в соответствии с функциональными требованиями заказчика.Например, клиентам нужен встроенный цифровой дисплей с выходом 4-20 мА.Или клиенту нужен аккумулятор. Цифровой дисплей. Нет выхода сигнала.

Расширенное чтение: Наконечники газового ротаметра

Расширенное чтение: Что такое расходомер с металлической трубкой? Производитель ротаметров

Расчет расходомера

Методы калибровки и требования к калибровке расходомеров с различными функциями различаются. Перед калибровкой датчика расхода рекомендуется проконсультироваться с производителем. Например, датчик расхода, поставляемый Китайско-Инст имеет ключевую функцию калибровки. Простой и легкий в эксплуатации.

В качестве другого примера можно привести два метода калибровки обычных электромагнитных расходомеров. Вы можете читать: Калибровка магнитного расходомера

Расширенное чтение: Заставьте ультразвуковой расходомер с открытым каналом работать на вас

Применение преобразователей расхода

Датчики расхода широко используются в различных отраслях промышленности, включая, помимо прочего:

Расширенное чтение: Расходомеры пищевого класса для пищевой промышленности и производства напитков

Расширенное чтение: Ротаметр высокого давления для жидкостей/газов до 25 МПа

Связанные блоги

Sino-Inst предлагает более 50 преобразователей расходас, с Лучшая цена.

Большое разнообразие Датчики расхода вам доступны такие варианты, как бесплатные образцы, платные образцы.

Около 13% из них магнитные расходомеры, 14% составляют врезные магнитные расходомеры, 25% – расходомеры Вентури, 13% – ультразвуковые расходомеры., и другие Жидкостные турбинные расходомеры.

Sino-Inst является поставщиком датчиков расхода в Китае. Продукция Flow Transmitter наиболее популярна в Северной Америке, Среднем Востоке и Восточной Европе. США и Индия, которые экспортируют 99 %, 1 % и 1 % датчиков расхода соответственно.

ЗАПРОСИТЬ ЦЕНОВОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ

Ву Пэн, 1980 года рождения, очень уважаемый и опытный инженер-мужчина с большим опытом работы в области автоматизации. Обладая более чем 20-летним опытом работы в отрасли, Ву внес значительный вклад как в академические, так и в инженерные проекты.

На протяжении своей карьеры Ву Пэн участвовал во многих национальных и международных инженерных проектах. Некоторые из его наиболее заметных проектов включают разработку интеллектуальной системы управления для нефтеперерабатывающих заводов, разработку передовой распределенной системы управления для нефтехимических заводов и оптимизацию алгоритмов управления газопроводами.

Электромагнитные расходомеры

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.

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.

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.

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.

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.

Ультразвуковые расходомеры

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

Вихревые расходомеры

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.