Электромагнитный расходомер: принцип действия, поверка, эксплуатация, монтаж

1. Принципы определения расхода основанные на зависимости от времени

         Метод основан на факте, что ультразвуковому сигналу, направленному против движения потока, для прохождения расстояния от излучателя до приемника требуется больше времени, чем сигналу, направленному по ходу движения потока.

Анимация для объяснения принципа определения расхода, основанного на зависимости от времени.Понимая, что определить время с помощью секундомеров невозможно для данного метода, так как временная разность находится в пределах нано или пикосекунд были реализованы следующие принципы интерпретации сигнала:- Фазные- Частотные- Время импульсные

Что представляет собой «умный» расходомер?

Попробуем вместе разобраться, что такое новый умный газовый счетчик и как он работает. Так, термин «умный», применительно к новому измерительному прибору, следует рассматривать попросту как функционал современной электроники на базе микропроцессора.

Микропроцессорное (по сути, компьютерное) управление техникой разного типа — явление, которое уже стало обыденным делом. Теперь вот, очередь дошла и непосредственно до газовых приборов учета, которые до последнего времени в большинстве своем все еще остаются механическими. Но если совместить умное управление с функцией учета, то получим умный счетчик.

Если реализовать идею установки полностью умных счетчиков на газ, получим серьезный прорыв в области учета расхода газа населением. Рекомендуем также ознакомиться с нормами потребления газа.

В случае с установкой умных приборов учета обеспечивается:

• высокая точность измерений;
• высокая степень надёжности устройств;
• надежная защита от несанкционированного доступа;
• универсальность монтажа;
• автоматическая передача сведений.

Новый интеллектуальный прибор действительно можно считать «умным», учитывая способности выполнять измерения объёма газа, независимые от давления, проводить самодиагностику, дистанционно определять и фиксировать внешние воздействия.

Интеллектуальный газовый счетчик самостоятельно определяет характеристики бытового газа, поступающего к нам в квартиры, ведёт архив сведений по измерениям и техническим событиям.

Что такое электромагнитный расходомер

Электромагнитный расходомер – это прибор для измерения расхода различных жидкостей. Он способен работать с агрессивными и неоднородными средами. Главное, чтобы измеряемая жидкость проводила ток, поэтому такого типа датчики не могут вести учет углеводородов, дистиллированной воды и многих неводных растворов.

Что такое массовый расходомер

Массовые кориолисовые расходомеры (coriolis flowmeters) это универсальные приборы, для измерения массового расхода и плотности прямым методом, и объемного расхода методом пересчета.

Конструкция ультразвуковых расходомеров

Преобразователь ультразвукового расходомера состоит из отрезка трубы, на котором установлены пьезоэлемента.
Диаметр пьезоэлемента находится в пределах 5-20 милиметров, а его толщина выбирается в зависимости от частоты. В частотных и время-импульсных расходомерах для повешения точности измерений используют частоты 5-20 Мгц..

1.1. Фазный принцип определения расхода

Фазовыми называют ультразвуковые расходомеры, основанные на зависимости фазовых сдвигов уз – колебаний, появляющихся на приемных пьезоэлементах. Данный принцип, также основан на разности времен прохождения этими колебаниями одного и того же расстояния по потоку движущейся жидкости или газа и против него.

Частота и амплитуда импульсов совпадают в данных расходомерах. Но иногда в конструкциях применяются близкие частоты 6 МГц и 6.01 МГц. В фазовых расходомерах частота выбирается так, чтобы при максимальном расходе получить наибольшую разность фаз, которая может быть измерена фазометром

Сравнивания два сигнала, одинаковых по частоте и амплитуде получаем график, как на рисунке ниже. Из данного графика можно определить фазовый сдвиг одного сигнала относительно другого (Т), после чего определить время и соответственно поток.

1.2 Частотный принцип определения расхода

Суть их работы в следующем: синтезатор частоты подбирает такое значение частоты ультразвукового сигнала, чтобы по направлению потока укладывалось целое число волн ультразвуковых колебаний. Затем направление излучения реверсируется, и подбирается значение частоты, которое обеспечивает целое число волн против потока.

Величина расхода в этом случае пропорциональна разности частот сигналов по потоку и против него. Частотные расходомеры в сравнении с импульсными и фазовыми более устойчивы к загрязнению измеряемой среды, так как прекращают измерение только тогда, когда достигнут результат, а не когда закончилось время импульса.

1.3 Время – импульсный принцип определения расхода

Для определения времени прохождения импульса по потоку, генератор подает импульс на пьезоэлемент П1, который посылает в жидкость затухающие колебания. В момент передачи звуковых колебаний включается зарядное устройство, которое начинает вырабатывать напряжение.

В момент прихода сигнала на пьезоэлемент П2 зарядное устрйтсво отключается. Максимальное значение напряжение пропорционально времени прохождения ультразвуковой волны по потоку жидкости. Таким же образом за время прохода ультразвукового импульса против потока от П2 к П1 вырабатывается напряжение, пропорциональное времени. Разность напряжений измеряется устройством.

2 Ультразвуковые расходомеры с колебаниями, перпендикулярными движению.

Данные расходомеры отличаются от ранее рассмотренных тем, что в них не используются акустические колебания, направленные по потоку и против него. В данных расходомерах звуковые колебания направлены перпендикулярно потоку. При этом происходит измерение степени отклонения луча, зависящего от скорости и химического состава измеряемого вещества, направленного перпендикулярно потоку.

При скорости = 0 здесь выходной сигнал равен нулю, благодаря равенству акустической энергии, поступающей на пьезоэлементы П1 и П2, включенных навстречу друг другу. При движении жидкости правый приемный пьезоэлемент (П2) по сравнению с левым (П2) получает большее излучение .

Применение

Ультразвуковой расходомер жидкости находит применение во многих отраслях промышленности, а также в научных исследованиях:- Нефтедобыча и переработка-Тепло и электрогенерация-Водоочистка-Коммунальное хозяйство-Противопожарные системы-Измерение скорости потоков подземных водЭкономичность и простота монтажа способствуют росту популярности ультразвуковых расходомеров.

Они постепенно вытесняют механические счетчики за счет более высокой точности измерений и простоты обслуживания.Расходомеры с накладными датчиками используются для экспресс анализа потока без остановки технологического процесса.В настоящее время начинает прослеживаться тенденция к переходу от механических индивидуальных теплосчетчиков к ультразвуковым.

Преимущества и недостатки ультразвуковых расходомеров

Преимущества: высочайшая точность отсутствие вращающихся частей широкий диапазон рабочих температур Низкие потери давления возможность измерения как жидких, так и газообразных продуктов наличие врезных и накладных моделей стабильность показаний высокая надежность Низкое потребление электричества, в результате чего производятся модели питаемые от батареек, повышенной емкости.

Недостатки:- Высокие требования к однородности среды (чувствительность к наличию пузырьков воздуха в воде)- Зависимость измерения от температуры воды- подверженность электромагнитным помехам- Грамотная настройка расходомера для конкретной целиРешение проблемы :

Для устранения Зависимость измерения от температуры воды в тело расходомера погружается термосопротивление, после обработки сигналов микропроцессором происходит коррекция потока по температуре. Для снижения зависимости от однородности среды используется поправка по методу Доплера.

Для защиты от электромагнитных помех достаточно сделать выравнивание потенциалов между трубопроводами и расходомером.
Данные принципы используется в расходомерах компании KAMSTRUP серии ULTRAFLOW® 54 (H), что делает данные расходомеры лидерами среди всех типов расходомеров для измерения тепла и холода.

Вариант #1 — расходомеры «metrix»

Примером умного счетчика газа импортного производства, пожалуй, уже могут выступать некоторые новые продукты компании «Apator» из серии изделий «Metrix».

В частности, внимания заслуживают две разработки: интеллектуальный модуль «UniSmart» и гибрид-система «GybridSmart».

Первая разработка «UniSmart» представлена как вспомогательный модуль, которым дополняется существующий прибор учета, например, серии «UG». Модулем поддерживается протокол (WMB) стандарта EN13757-4, чем гарантируется возможность подключения к оборудованию других производителей.

Модуль подключается непосредственно к счетчику газа и функционально действует подобно геркону (датчику импульсов). Одному обороту барабана механического счетчика соответствует один импульс датчика – так осуществляется функция считывания данных модулем «UniSmart».

Под передачу считанных данных на сервер организуется работа радиоканала – электроники, встроенной в модуле. Все необходимые параметры работы модуля предварительно запрограммированы и сохранены в «прошивке» устройства (микросхема памяти). Данные прошивки допустимо менять при необходимости, в том числе дистанционно.

Вторая разработка — «GybridSmart». Прибор, по сути, представляет аналог первого устройства «UniSmart», с той лишь разницей, что в этом варианте используется цельная конструкция «два в одном». То есть счетчик газа и функциональный интеллектуальный модуль составляют единую сборку.

Вариант #2 — микротермальный смарт счетчик

Новая разработка российской компании «Техномер» (г. Арзамас) — это микротермальное устройство, предназначенное для выполнения прямых измерений проходящего объема природного газа.

Вариант #3 — счетчик газа под смарт-карту

На примере продукта компании «Actaris» рассмотрим еще одно вполне современное устройство, представляющее диафрагменный газовый счетчик, дополненный контролем исполнения платежей.

Особенность этой конструкции – наличие в конструкции прибора запорного клапана, которым автоматически перекрывается подача газа, к примеру, в момент аварийной ситуации.

Однако этот же элемент конструкции успешно используется для блокировки в случае неуплаты потребителем за выборку газа.

Такой расходомер имеет в составе конструкции устройство считывания данных с карты. Имеется в виду пластиковая смарт-карта абонента, которая идет как дополнение к установленному пользователем счетчику.

Несмотря на то, что фактически имеет место механическая система контроля потребления газа, благодаря установке модуля считывания смарт-карт, прибор превратили в полуавтоматическую систему.

Пользователю достаточно вставить кредитную смарт-карту в соответствующее гнездо. Прибор автоматически читает требуемую информацию и снимает средства в счет оплаты за потребление бытового газа. Если же средства закончились и пользователь своевременно не позаботился о пополнении счета, то умный счетчик сразу же перекрывает подачу газа конкретному абоненту.

Варианты исполнения

Счетчик изготавливается из разных материалов, выбор которых зависит от того, какими свойствами обладает измеряемая и окружающая среда. Если она нейтральная, то для электродов выбирают нержавеющую сталь, если агрессивная – электроды делают из титана, тантала, платиноиридиевого и других устойчивых сплавов.

Проточную часть прибора покрывают материалом, препятствующим разряду ионов во время их контакта с металлической трубой. Для неагрессивной жидкости и невысоких температур подходит обычная техническая резина. Если эксплуатация оборудования планируется в агрессивной среде, футеровку исполняют из различных фторопластов или керамики (для абразивных сред).

Дополнительная информация по теме

Турбинные и ультразвуковые расходомеры газа — каталог, преимущества, сферы применения

Ультразвуковые расходомеры газа RMG — каталог, преимущества, сферы применения

Зондовое устройство дрг мз л

Зондовый датчик проводит линейное изменение газа или пара в электрический ток. При этом применяется способ «площадь-скорость». Расходомер устанавливается в газопроводах с диаметром 100-1000 мм.

Основная особенность датчика ДРГ.МЗЛ – это наличие лубрикатора. Благодаря этому не нужно перекрывать подачу газа или пара, чтобы выполнить обслуживающие работы.

При использовании датчиков важно учитывать химический состав расходных материалов, которые замеряет устройство. Модель ДРГ.М относятся к универсальным приборам.

Измеряемая среда

Избыточное давление газа составляет от 0 до 1,6 МПа. В обычных условиях плотность не должна быть меньше 0,6 кг/м3. Количество механических частиц – не больше 50 мг/м3. Температура измеряемой среды должна быть в районе от -4 ºC до 25ºС. Датчик может производится и в высокотемпературном диапазоне, который достигает 300 ºС.

Измеряемые среды. области применения

Измерение массового расхода газа, воздуха, жидкости на трубопроводах в следующих сферах производства:

Как работает массовый расходомер (кориолис)

Принцип работы массомера основан на базовом физическом явлении появления ускорения при движении среды в вибрирующей трубке. В результате возникают силы, закручивающие трубку, так как во входной половине трубки сила, действующая со стороны среды, препятствует ее смещению, а в выходной способствует.

Как работает микротермальный счетчик?

Преобразующим устройством объемного расхода газа в конструкции счетчика выступает микротермальный датчик. Конкретно в разработке компании «Техномер» используется датчик серии SGM6ххх (продукт швейцарских производителей).

Он измеряет проходящую среду калориметрическим принципом. Выполнен по технологии MEMS, благодаря чему обеспечиваются высокие эксплуатационные характеристики.

Работает сенсор следующим образом: на пути потока природного газа (рабочий канал) на кремниевой подложке установлен модульный чувствительный элемент, состоящий из нагревателя и пары температурных датчиков. Проходящий поток газа нагревается непосредственно в той части, где установлены датчики температуры.

В результате ограниченный поток газа имеет несколько иную температуру, из-за чего образуется разница температур. Теоретически это достаточно сложный физический процесс, но главное – работает, и очень качественно, в плане точности измерений.

Как работает электромагнитный расходомер

Принцип основан на законе Фарадея, который гласит, что напряжение, наводимое на любой проводник при его перемещении под прямым углом через магнитное поле, пропорционально скорости этого проводника. То есть, чем быстрее будет происходить перемещение проводника относительно магнитного поля, тем выше будет напряжение.

ЭДС (электродвижущая сила) индукции Е пропорциональна средней скорости потока жидкости V, внутреннему диаметру первичного преобразователя D и магнитной индукции B. Зная значение В и D, можно вычислить значение скорости потока и расхода Q:

Где k- поправочный коэффициент, (вводится при калибровке прибора)

Конструкция прибора и принцип работы

Существует ряд разработок умных газовых счетчиков, выполненных специалистами зарубежных стран, а также отечественными специалистами.

Однако, судя по информации за первый квартал 2022 года, отечественные разработчики пока что не готовы вывести на коммерческий рынок устройства, в полной мере отвечающие всем требованиям умного прибора.

Есть несколько устройств отечественных компаний, приближенно напоминающих умные конструкции учета газа:

• «Гранд» – SPI G4 – G10;
• «Вектор» – Т G4;
• СГБЭТ «Сигма» G1,6 –G10;
• «Омега» ЭТК GSM G1,6 – G4;
• СГБУ G1,6 — G6;
• BK-G ETe G4,G6;

Фактически все эти приборы являются прообразом старых механических систем, попросту дополненных электронным модулем. Соответственно, полноценный функционал умного прибора они не обеспечивают.

Тем не менее, разработки 2022 года есть, о чем мы подробно поговорим ниже.

Импортные измерительные модули, к примеру, продукты фирмы «Metrix» («Apator»), в принципе соответствуют заявленным требованиям по интеллектуальному обеспечению.

Однако, как утверждают отечественные специалисты, газовые счетчики «Apator» и прочих зарубежных фирм, не соответствуют измерениям объема газа для стандартных условий (Т = 20 °C, P = 101,3 кПа).

Массовый расходомер нефти и газа

Возможность измерения двухкомпонентных сред делает счетчик кориолиса актуальным для нефтегазовой отрасли.

• измерение массового расхода на технологичных и магистральных участках трубопровода;
• измерение концентрации, чистоты, обводненности нефти;
• анализ состава нефти;

Измеряемая среда: товарная нефть и продукты переработки (в том числе бензин, дизельное топливо и прочие жидкости)

Методика поверки приборов учета

Большинство массовых расходомеров должны проходить проверку 1 раз в 4 года

Поверка приборов включает в себя:

• диагностику работоспособности измерительного прибора
• проверку на соответствие метрологическим требованиям с применением стенда;
• изменение действующих настроек расходомера;
• внесение нужных настроек в память;
• внесение информации в паспорт датчика или выдача нового паспорта;

Если у вас остались вопросы по кориолисовым расходомерам, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:

Модификации

Существует 2 разновидности зондового датчика ДРГ.МЗ(Л):

• ДРГ.МЗ – устанавливается на оси трубопровода (слева на картинке ниже);
• ДРГ.МЗЛ – оборудован лубрикатором, благодаря чему удается осуществлять уход за оборудованием без отключения счетчика (справа на картинке ниже).

Монтаж электромагнитного расходомера

Счетчик рассчитан на фланцевый тип монтажа. Также есть вариант исполнения с молочной гайкой – такое соединение востребовано в пищевой промышленности. Наличие гигиенического сертификата позволяет использовать данный прибор в производстве продуктов питания: молока, сахара, пива и т.д.

Установка должна производиться с соблюдением ряда требований. В приведенных ниже рекомендациях можно увидеть, каких ошибок необходимо избегать при монтаже на участках с горизонтальным или вертикальным расположением, при условиях изгиба трубы, на трубах с восходящим потоком жидкости или в случаях, когда отводящий трубопровод расположен на 5 метров ниже измерительного прибора.

Назначение

Устройство используется для фиксации расхода всех разновидностей газа в конструкции прибора учета СВГ.МЗ(Л). Также датчик позволяет контролировать количество водяного пара в конструкции счетчика СВП.З(Л). Прибор широко используется и в других системах, где наибольшая частота не превышает 250 Гц.

Общие сведения

Датчики изготовляются для фиксирования количества расхода разных по составу газов. Устройство ДРГ.М измеряет вещества с плотностью не меньше 0,6 кг/м3 и температурными показателями в пределах от -40ºС до 25ºС. Избыточное давление при этом не должно превышать 4,0 МПа.

Датчики эксплуатируются в системе измерительных приборов, счетчиков. Устройства примеряется как для коммерческого, так и для технологического учета газа и пара. Расходомеры используется во всех промышленных отраслях. Все устройства ДРГ.М обладают видом взрывозащиты nA и их разрешается монтировать в помещениях с взрывоопасным классом B-la и B-lr. Конструкция оборудована взрывонепроницаемой оболочкой.

Для химической и медицинской промышленности лучшим выбором являются датчики от компании Honeywell. Особенность устройств – отсутствие подвижной части. Расходомеры AWM работают в диапазоне от 0 до 30 см3/мин. Конструкция датчиков Honeywell включает чувствительный элемент, который состоит из нагревательной детали и двух мостов измерения.

Особенности кориолисовых счетчиков:

• сложная конструкция, по сравнению с электромагнитными или вихревыми счетчиками, увеличивает его стоимость;
• ограничение в диаметре, рассчитанного на высокие давления.

Особенности устройства умного расходомера

Прибор полностью соответствует стандартным условиям измерения единиц объема (Т= 20 °C, P= 101,3 кПа). Параметры передаются на удаленный сервер системой сотовой связи (GRPS).

На картинке выше структура конструкции микротермального измерителя из серии смарт приборов.

Как видно на изображении, главными составляющими прибора являются:

• прочный надежный корпус;
• встроенный микротермальный сенсор;
• модуль электроники;
• контрольный ЖК-дисплей;
• защитный кожух (крышка) электронного модуля и дисплея.

Электронная плата содержит микроконтроллер, соответствующую обвязку электронными компонентами и подключенное цифровое табло (контрольный дисплей). Электроникой платы обеспечивается, как процедура измерения, так и процедура формирования/передачи данных (встроенный модуль телеметрии).

Подготовка к эксплуатации и запуск

Согласно установленным правилам, послемонтажная подготовка умного счетчика под запуск предполагает выполнение процедуры проверки смонтированного узла на герметичность.

Для этого используются стандартные средства —  в домашних условиях мыльная пена, профессионально – датчики утечки газа.

После проверки устройство запускается в эксплуатацию. Рекомендуемая методика пуска – плавное открытие запорного газового крана на линии, где установлен счетчик.

Необходимо обеспечить заполнение рабочей области умного измерителя без резкого роста давления, дабы не повредить пневматическим ударом чувствительные компоненты системы.

Рекомендуем также ознакомиться с нормами и правилами опломбировки газовых счетчиков.

Правила установки новых счетчиков

Учитывая неоднозначные условия эксплуатации приборов, к газовым счетчикам, включая «умные» конструкции, предъявляются соответствующие нормы размещения по отношению к другим газовым приборам и правила (требования) по монтажу.

В частности, для прибора производства «Техномер» требования выглядят так, как описано ниже:

1. Устройство следует монтировать внутри закрытых хозяйственных помещений, в крайнем случае – на улице под специально оборудованным навесом. Прибор учета необходимо надежно защитить от воздействия прямого солнечного излучения и осадков.
2. Допускается монтирование прибора на трубопроводах, проложенных как вертикально, так и горизонтально, при этом не имеет значения, под каким углом выполняется установка.
3. Если монтаж делается на участке горизонтальной или вертикальной трубы, направление потока газа через счетчик допускается не учитывать. То есть устройство можно ставить в любом положении по направлению. Однако производитель рекомендует придерживаться направления согласно указателю на корпусе счетчика.
4. Недопустим монтаж счетчика в самых нижних точках пролегания газовой трубы, так как в этом варианте установки создается опасность скопления конденсата.
5. Если контрольные пробы показывают наличие в составе бытового газа воды, контрольный прибор учета необходимо монтировать на вертикально расположенном трубопроводе, выбирая направление потока сверху вниз.

Предусматривая монтаж на конкретном месте нового счетчика на газ в квартирах, следует обеспечить защиту прибора учета от возможных ударов, вибраций, иных механических воздействий.

Также, в случае переноса расходомера нельзя забывать об утвержденных правилах переноса.

Монтажные требования не оговаривают конкретную величину условного диаметра трубы, как и не оговариваются правила соблюдения соосности патрубков расходомера и труб. Также нет конкретных требований по степени округлости труб, наличия уступов в точках сопряжения счетчика с газовой трубой.

Преимущества

«ЭМИС»-МАГ 270» зарекомендовал себя, как надежный и точный прибор, удобный в обслуживании, не требующий дополнительных затрат. Он успешно применяется, в том числе в теплосчетчиках «ЭМИС»-Эско 2210Т».

Потребители отмечают, что прибор не уступает импортным аналогам, а дополнительным плюсом являются качественная техническая поддержка и сервис.

Электромагнитные расходомеры «ЭМИС» работают на «Антипинском НПЗ», АО «КазАзот»,  «Челябинском цинковом заводе», на объектах компании «Сибур» и на других предприятиях.

«Прибор легко монтируется и настраивается, он запускается в работу без дополнительных мероприятий. Прибор удобен в использовании техническим персоналом, благодаря необходимой информации на дисплее. Счетчик не требует специального технического обслуживания, поскольку его элементы надежно защищены от внешнего воздействия.

За все время эксплуатации не было зарегистрировано сбоев в работе измерителя, его показания стабильны и соответствовали фактическому расходу» – это далеко не весь перечень положительных моментов, которые отмечают в отзывах клиенты, которые выбрали оборудование торговой марки «ЭМИС».

Преимущества массового счетчика

• высокая точность измерения;
• для монтажа не требуются прямые участки;
• прямое измерение плотности и массы расходуемого вещества;
• функция «Компьютер чистой нефти», позволяющая при измерении двухкомпонентных сред, определять массу обеих сразу и каждой среды в отдельности;
• отсутствие дополнительной погрешности при измерении реверсивного потока;
• устойчивость к вибрациям промышленных частот;
• возможность коррекции измеряемого расхода по давлению;
• устойчивость к изменению температуры измеряемой среды;
• встроенный hart протокол;
• широкий температурный диапазон от -60 до 70 градусов;
• самодиагностика блоков электроники для обнаружения неисправностей;
• карта памяти SD позволяет сохранять исходные настройки;
• фирменное программное обеспечение;
• возможность удаленной передачи данных, настройки и проверки с использованием интерфейса RS–485 ModbusRTU.

Преимущества электромагнитных расходомеров

• стабильная работа, поскольку у них нет движущихся деталей;
• возможность применения на трубопроводах большого диаметра;
• низкий коэффициент сопротивления потоку, что снижает потери давления на измерительном участке;
• возможность эксплуатации в широком динамическом диапазоне (1:100) и выше;
• работа при минимальных длинах требуемых измерительных участков.

Расходомер межфланцевый дрг м

Устройство предназначено для измерения количества используемого газа на различных объектах промышленного и бытового назначения. Датчик расхода газа дрг м 160 – это базовый прибор, который устанавливается на трубах с диаметром от 50 до 200 мм. Крепление проводится фланцевым соединением.

Характеристики измеряемой среды стандартные. Избыточное давление не должно превышать 4,0 МПа. Допустимое количество механических примесей – 50 мг/м3. Плотность газа не должна быть меньше 0,6 кг/м3. Оптимальные температурные показатели – от -40 до 250 ºС.

Расходомеры разрешается устанавливать как в доме, так и на улице, но только обязательно под навесом. Температура воздуха должна находиться в пределах от -40 до 50 С. Влажность воздуха не должна превышать 95 %. Размер труб в диаметре для установки ДРГ М – от 50 до 200 мм.

Расходомеры газа бывают следующих типов:

1. Турбинные. Они представляют собой трубу, в которой находится винтовая турбинка. Обычно она отличается частичным перекрытием лопатками друг друга. В проточной части корпуса размещены обтекатели, которые перекрывают большую часть сечения трубы. Это позволяет достичь дополнительного выравнивания эпюры скоростей потока и повысить скорость течения газа. Помимо этого, происходит формирование турбулентного режима среды, благодаря чему обеспечивается линейность характеристик прибора в широком диапазоне. Высота турбинки чаще всего не превышает 30 % от величины радиуса. На входе в счетчик может быть предусмотрен дополнительный выпрямитель потока. Он выполнен в виде или прямых лопаток, или перфорированного диска. Для получения результатов измерения расхода газа может использоваться несколько методов. Одним из них является преобразование вращения турбинного колеса в количество пройденной среды с помощью магнитной муфты, передающей вращение на счетный механизм. Также возможно применение магнитоиндукционного преобразователя.
2. Ротационные. Принцип их действия заключается во вращении двух роторов особой формы под воздействием потока среды. Синхронность обкатывания достигается за счет специальных шестеренок, соединенных и между собой, и с роторами. Минимизация погрешности измерений обеспечивается тем, что вращающиеся детали, а также внутренняя поверхность корпуса устройства выполнены с высокой точностью. Это требует применения специальных технологий обработки.
3. Вихревые. Их работа основана на эффекте возникновения вихрей при обтекании потоком среды различных тел. Частота срыва вихрей зависит от скорости движения газа и, соответственно, его объемного расхода. Индикация вихрей может производиться с помощью термоанемометра или ультразвука. Диапазон измерений данных расходомеров может доходить до 1:50. Особенностью приборов является отсутствие подвижных элементов, в связи с чем нет необходимости в смазке, необходимой для ротационных и турбинных устройств.
4. Мембранные. Принцип работы таких расходомеров основан на движении мембран в камере при поступлении среды в прибор. Мембранные счетчики характеризуются большим диапазоном измерения (1:100), но предназначены для газа, идущего под низким давлением. Поэтому их в основном используют для домов и коттеджей.
5. Ультразвуковые. Это — один из наиболее современных типов расходомеров. Их действие основано на посылании ультразвукового сигнала в направлении потока среды и против него. После этого определяется разница во времени прохождения данных двух лучей, которая пропорциональна скорости течения газа. Ультразвуковые расходомеры получили широкое распространение для установки в газораспределяющих сетях, на газоперерабатывающих предприятиях, у крупных потребителей и на различных объектах химической и энергетической индустрии. Данные устройства отличаются простым управлением, независимостью от изменений давления, минимальным временем реагирования, нечувствительностью к загрязнениям, высокой точностью. Кроме того, они обладают двунаправленным принципом работы, что дает возможность их применения в хранилищах, где заполнение и откачка производятся по одной и той же линии.

Расходомеры непрямого действия

Расходомеры непрямого действия обычно используются для измерения и получения показаний технологического параметра расхода потока. Он не измеряет расход жидкости, газа или пара в процессе непосредственного отсчета. Вместо этого, он измеряет некоторые физические параметры или технологические величины, такие как: скорость, давление или уровень. Затем прибор преобразует полученные данные в показание расхода потока.

Расходомеры с непосредственным отсчетом

Расходомеры с непосредственным отсчетом обычно используются для измерения и получения показаний параметра общего расхода. В расходомере с непосредственным отсчетом измерения среды разделяются на определенные физические количественные величины. Общее число количественных величин жидкости, газа или пара, которые отсчитывает расходомер, равен общему расходу жидкости, газа или пара через данный прибор.

Свойства

Датчик преобразовывает расход газа в последовательный электрический ток в газопроводах, диаметр которых составляет от 100 до 1000 мм. Оптимальная частота импульсов – 0-250 Гц. Токовый сигнал при этом составляет 4-20 мА.

Схемы с угловым вводом направленных акустических колебаний.

Технические характеристики

Мощность, которая требуется датчику для работы, обычно не превышает 0,5 Вт. Линия связи, которая соединяет расходомер и счетчик, в длине составляет не больше 500 м.

Требования к использованию

Устройство разрешается монтировать как в помещении, так и на открытом воздухе (но обязательно требуется обеспечить защиту от осадков). В месте эксплуатации температура должна находиться в пределах от -40°С до 50 °С. Оптимальная влажность воздуха не должна превышать 95 %.

Устройство кориолисового расходомера

Рассмотрим устройство на примере прибора учета жидкостей и газов

Первичный преобразователь состоит из корпуса с фланцами, делителей потока и двух измерительных трубок. На измерительных трубках расположены генераторная катушка возбуждения, создающая колебания и измерительные катушки. Катушки расположены на одной трубке, магниты – на второй.

Для обеспечения необходимой точности измерительные трубки подбираются на этапе изготовления парами по массе и собственным частотам колебания. После прохождения измерительной камеры потоки собираются во втором делителе. Измеряемая среда выходит через второй фланец в трубопровод.

При отсутствии расхода на измерительных катушках формируются одинаковые по фазе сигналы. При движении среды по трубкам происходит смещение фаз сигналов от измерительных катушек, вследствие закручивания колеблющихся трубок.

При этом разность фаз прямо пропорциональна массовому расходу.

Временная разница фаз Δt прямо пропорциональна массовому расходу Q:

Где: К – калибровочный коэффициент, г/с/мкс; Δt – временная задержка между сигналами детекторов, мкс.

Смещение (сдвиг) фаз фиксируется и обрабатывается электронным преобразователем в результате чего датчик получает данные о массовом расходе. Также на измерительных трубках расположен датчик температуры, информация от которого применяется для автоматической корректировки данных расхода и плотности, если температура жидкости или газа меняется.

Частота колебаний измерительных катушек пропорциональна плотности среды. Таким образом, учет массового расхода, массы, плотности и температуры происходит прямым методом. Измерение объема и объемного расхода происходит косвенным методом, путем пересчета по алгоритмам, заложенным в процессор электронного преобразователя.

Устройство электромагнитного расходомера «эмис»-маг 270»

Данный прибор учета состоит из первичного преобразователя, электронного преобразователя и встроенного индикатора. Первичный преобразователь устанавливается на трубопровод. Он представляет собой стальной корпус с фланцами, проточная часть которого футеруется различными материалами в зависимости от условий эксплуатации прибора.

Электронный блок крепится на корпусе первичного преобразователя с помощью стойки (в интегральном исполнении). Индикатор с жидкокристаллическим дисплеем отображает основные показатели измерений.Проточную часть и электронный блок можно устанавливать отдельно друг от друга на определенной дистанции.

Электромагнитный преобразователь расхода «эмис»-маг 270»

В продуктовой линейке компании представлен индукционный счетчик «ЭМИС»-МАГ 270» с широким типоразмерным рядом. Минимальный размер Ду составляет 15 мм, а максимальный – 450 мм.

Энергетическая подпитка умного измерителя

Умные расходомеры, как и простые электронные, являются полностью автономными – не требуют применения дополнительного сетевого питания. Автономность устройств обеспечивает пара элементов питания — батарейки.

В частности, основным энергетическим элементом выступает аккумулятор Li-SOC12 (литий-тионилхлорид), тогда как запасным — батарея Li-MnO2 (литий-оксид-марганец).

Основная батарея дает напряжение 3,6 вольта, является съемным и полностью заменяемым компонентом. Вторая (резервная) батарея жестко вмонтирована в состав электронной платы, а потому не предусматривает взаимозаменяемость.

Этот источник питания напряжением 3 вольта подключается к системе в моменты замены основной батареи, чем обеспечивается сохранность технологических параметров прибора.

Согласно спецификации производителя, основного источника питания хватает для работы счетчика на срок до 10 лет. Поэтому замена аккумулятора, как правило, совпадает с процедурой поверки приборов, которая обычно проводится раз в 5-6 лет. Работоспособность резервной батареи, при условии отсутствия основного аккумулятора, гарантирована в течение 1 года.

Выводы и полезное видео по теме

Новизна всегда несколько пугает потенциальных пользователей или потребителей. Тем не менее, от технологического прогресса никуда не деться. К тому же технологии существенно продвигают сервисную составляющую.

Установив умный счетчик на газ в собственной квартире, потенциальный потребитель снимает с себя задачу постоянного контроля данных и передачи информации по месту запроса. Он прост в установке и использовании, крайне не привередлив в обслуживании.

А что вы думаете по поводу замены старых счетчиков на новые умные расходомеры? Если вы пользуетесь таким умным прибором учета, поделитесь с другими посетителями нашего сайта своим опытом, расскажите о преимуществах и недостатках, обнаруженных в процессе эксплуатации. Выражайте свое мнение, участвуйте в дискуссиях и обсуждениях — форма для связи расположена ниже.