- Преобразователи-расходомеры газа (ультразвуковые, вихревые, кориолисовые и пр.)
- Вихревые преобразователи-расходомеры газа и пара
- Турбинные счетчики газа
- Ротационные счетчики газа
- Дифманометры-расходомеры газообразных сред
- Датчики-реле расхода (потока) газа (воздуха) – ДРПВ
- Дополнительное оборудование для преобразователей – расходомеров газа
- Давление
- Датчик расхода газа
- Диаметр трубопровода
- Измерение по перепаду давления
- Измерение расхода газа по перепаду давлений
- Как правильно выбрать и заказать (купить) преобразователь (датчик) расхода газа
- Классификация расходомеров по принципу действия
- Косвенные методы измерения
- Мембранный расходомер
- Общие понятия и определения
- Приборы для измерения количества газа
- Прямой метод измерения потребления газа
- Ротационный расходомер
- Скоростной метод определения расходов
- Температура
- Тип #1 — струйные автогенераторные расходомеры
- Тип #2 — вихревые расходомеры-счетчики
- Тип #3 — ультразвуковые расходомеры
- Тип #4 — барабанные расходомеры
- Тип #5 — левитационные устройства
- Тип #8 — турбинные расходомеры
- Тип газа
- Ультразвуковой метод измерения
- Цифровой расходомер потока газа серии м
- Выводы и полезное видео по теме
Преобразователи-расходомеры газа (ультразвуковые, вихревые, кориолисовые и пр.)
ГОБОЙ-1 – расходомер-счетчик газа ультразвуковой. Единая конструкция расходомера Гобой-1: ПР ПД ПТ ИВБ. Ду=25(G10), 40(G25), 65(G65), архив, до 50С.ВРСГ – расходомер-счетчик вихревой газовый. Мод.
ВРСГ-531Ех,-541Ех,-500,-221,-231,-241,-251. DN=15-200мм (до 8800 м3/час), до 1,6МПа, -40… 100С, 1,5%; ЖКИ, RS232, RS485.ЭМИС-МАСС-260 – массовый кориолисовый расходомер для измерения прямого массового расхода жидкостей, газа (смесей жидкость-жидкость, жидкость-газ) и плотности (от 0,2 до 2 гр/см3).
Вихревые преобразователи-расходомеры газа и пара
СВГ.М – счетчик газа вихревой -20… 250С, до 2,5МПа; DN=50…200мм. Расход счетчика газа СВГ.М-160,-400,-800,-1600,-2500,-5000,-10000 м3/час (G160-G10000), диапазон 1:20, погрешность 2,5%. Состав счетчика СВГ.М: ДРГ.М, БКТ.М, ПД(4-20мА), ПТ(4-20мА).
СВП – счетчик пара вихревой для измерения объема пара и количества тепловой энергии, переносимой паром. Среда – насыщенный или перегретый пар: 100… 250С, до 1,6-2,5МПа; DN=50…200мм. Расход счетчика пара СВП-160,-400,-800,-1600,-2500,-5000,-10000 м3/час, диапазон 1:
20, погрешность 3%. Состав счетчика пара СВП: ДРГ.М, ДРЖИ, ПД(4-20мА), ПТ(4-20мА), БКТ.М(RS-232,-485).ДРГ.М3(Л) – датчик расхода газа зондового типа. БВР.М – блок вычисления расхода газа.Также, могут быть поставлены другие виды и марки преобразователей (датчиков) расхода.
Турбинные счетчики газа
СГ-16М – счетчик турбинный Ду=50…200мм, до 1,6МПа, Qmax 100…2500 м3/ч.СГ-16МТ – счетчик турбинный модернизированный (СГ16МТ аналог СГ16-М).СГ-75М- счетчик турбинный Ду=80…200мм, до 7,5МПа, Qmax 200-2500 м3/ч.ЛГ-К-Ех – счетчик турбинный G160-G1600 м3/час, до 10МПа; DN=80-200 мм;
взрывозащита 1ExibIIВТЗ “Х”.СГ-К-Ех – счетчик турбинный G160-G1600 м3/час, до 10МПа; DN=80-200мм.СТГ- счетчик турбинный. Давление до 1,6МПа, Ду=50-150мм; Qmax 100…1600 м3/ч.TRZ – счетчик турбинный. Расход 15…6500м3/ч (1:20;1:30), G160…G4000, погрешность 1%. Р=1,6;6,3;10МПа; -30… 60С, Ду=80…300мм.
Ротационные счетчики газа
РГ-А-Ех (РГА-Ех) – счетчик ротационный G10-G65 м3/час, -25… 50С, до 0,63МПа; DN=32,40,50 мм; взрывозащита 1ExibIIВТЗ “Х”.РГ-К-Ех (РГК-Ех) – счетчик ротационный -25… 50С, до 0,1МПа; DN=50…200мм. Расход 25…
1000 м3/час (G25-G1000), диапазон 1:30; взрывозащита 1ExibIIВТЗ “Х”.РГ-С-Ех (РГС-Ех) – счетчик ротационный G10, G25, G65 м3/час, -60… 65С, до 0,63-1МПа; DN=50мм; взрывозащита 1ExibIIВТЗ “Х”.RVG – счетчик ротационный. Расход 0,8…650м3/ч (до 1:100), погрешность 1%. Р=1,6МПа; -30… 70С. G16…G400.
Дифманометры-расходомеры газообразных сред
ДМЦ-01М(-01О) – переносной малогабаритный дифманометр-расходомер.ДСП-160-М1 – дифманометр-расходомер показывающий (диаметр корпуса 160 мм).ДСП-4Сг-М1 – дифманометр-расходомер показывающий сигнализирующий.ДСС-711-М1 – дифманометр-расходомер самопишущий с приводом диаграммного диска от электродвигателя;ДСС-712-М1 – дифманометр-расходомер самопишущий с приводом диаграммного диска от часового механизма; запись ведется на круглую диаграмму (диаметр 250мм), время одного оборота диаграммы – 24 часа.
Также возможна поставка и других видов и марок дифманометров и преобразователей разности давления с выходным сигналом (типа Сапфир-22М-ДД, Зонд-10ДД, АИР-ДД, ДМЭР-МИ, ДМ-3583М и других), пригодных в комплекте с блоком корнеизвлечения для измерения расхода методом перепада давления на стандартных сужающих устройствах (диафрагмы – ДКС, ДБС).
Датчики-реле расхода (потока) газа (воздуха) – ДРПВ
ДРПВ-1 – датчик-реле потока воздуха ДРПВ-1, ДРПВ-1В (для прямых участков воздуховодов круглого и прямоугольного сечения). Скорость газа 4-10м/сек, диаметр газовода – более 190мм, -50… 50С; 1А, 220В, 50Гц.ДРПВ-2 – датчик-реле потока воздуха (для горизонтальных и вертикальных воздуховодов). Исполнения датчика-реле воздуха ДРПВ-2-М1 – общепромышленное, М1А – сесмостойкое, “Астр” – коррозионностойкое.
Дополнительное оборудование для преобразователей – расходомеров газа
Дополнительное оборудование подразделяется на вспомогательную арматуру (установочная, монтажная и запорная и пр.) и КИПиА (вычислители, корректоры и пр.)
7.1. Вспомогательная арматура (установочная, монтажная и запорная и пр.):- фильтры газа (ФГ, ФГТ, ФГВ, ФГКР, ФГМ, ФВ, ФН, ФС и др.) и фильтрующие элементы фильтров; – импульсные трубки (для преобразователей (датчиков) давления); – комплекты присоединительных фланцев; – защитные гильзы (для преобразователей температуры (термометров)); – прямые участки обвязки L=3DN, стабилизаторы потока.
7.2. Вычислители количества и корректоры газаВКГ-2 – Вычислитель количества газа (учет газа по трем газопроводам).ВКГ-3Д – Вычислитель с автономным питанием.ВКГ-3Т – Вычислитель (учет газа по 2-м газопроводам).ОКВГ-01 – корректор объема газа.СПГ-741.01 (02) – корректор для учета природного газа.СПГ-761.
1 – корректор для учета природного газа.СПГ-762.1 – корректор для учета технических г.СПГ-763.1 – корректор для учета попутных газов и конденсатов.ТС210, ТС215 – температурный корректор объема газа. ЕК260 – корректор объема газа.
8. Комплексы (счетчик-расходомер корректор) для измерения количества газа: СГ-ЭК, СГ-ТК, СГ-ОКВГ, ГСК-2 и др.
Д0П0ЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФ0РМАЦИЯ:
Давление
Далее следует уточнить давление измеряемой среды. Обычно для измерений сжатого воздуха (например, в компрессорных) и для измерения расхода воздуха при давлении близком к атмосферному (например, в вентиляционых системах) используются разные типы расходомеров.
Верхний допустимый предел давления у различных расходомеров отличается, поэтому в случае, если необходимо измерять расход газа под давлением, следует уточнить значение рабочего давления среды. Так, например, расходомер SS 20.261 можно использовать при давлении до 10 бар, SS 20.600 – до 16 бар (опционально – до 40), VA 400 – до 50 бар.
Датчик расхода газа
Д.В. Зиновьев
ООО «Тепловые микросистемы»
Использование микроэлектронных (МЭМС) датчиков – главная линия развития современных средств автоматизации. Внедрению интеллектуальных датчиков во многом способствует низкая стоимость (благодаря применению высоких технологий при их производстве). Вместе с тем, ситуация на рынке датчиков расхода газа, теплопроводности и подобных, использующих в своем составе прецизионные системы контроля температуры подогрева измеряемого газа, остается на уровне 20…30-летней давности. Наибольшее распространение в термоанемометрии приобрели трехэлементные модули, состоящие из нагревателя и двух термометров сопротивления, основанные на измерении разницы температуры газа до и после нагревания [1]. Достоинством такого модуля является ясный физический принцип действия и использование в качестве активных элементов традиционных проволочных, а в новейших конструкциях – тонкопленочных терморезисторов. Общим их недостатком является низкое сопротивление терморезисторов, а вследствие этого перегрев измерительным током, что снижает точность прибора.
Стремление минимизировать размеры модуля, его тепловую инерционность и расход энергии требует размещения модуля внутри измеряемого потока, и поэтому необходимо учитывать газодинамические особенности, влияющие на теплопередачу. В частности, тонкопленочная конструкция несовершенна в газодинамическом отношении, так как представляет собой площадку. Условия ее обтекания и теплоотдача за счет вынужденной конвекции зависят от многих факторов: геометрии канала, расположения относительно ядра потока, угла атаки, наличия турбулентности и др. Измеряется не температура газа, а температура корпуса датчика, что не вносит ошибки только в стационарном режиме. На стабильность измерения отрицательно влияет процесс рекристаллизации материала терморезисторов – тонкопленочной платины, а также взаимодействие его с компонентами измеряемого газа. Вследствие этих недостатков, а также сложности технологии (особенно при использовании вместо относительно массивной подложки многослойной мембраны из нитрида и оксида кремния) коммерческий успех этого варианта конструкции остается неясным.
Мы связываем ближайшие перспективы термоанемометрии с полупроводниковым терморезистором-микронагревателем нового поколения, разработанным на основе микроэлектронной технологии ООО «Тепловые микросистемы».
С помощью экспериментов удалось обнаружить необычно высокую интенсивность теплоотдачи нагретыми микрообъектами: мощность, отнесенная к площади, оказалась на порядок больше, чем следует из уравнений Фурье-Лапласа для сферических тел микроразмеров, нагретых до той же температуры. Уравнение Ньютона-Рихмана:
Q= a×S×(Tн-Токр)
, связывающее мощность (Q), температуру среды и микронагревателя
(Tн-Токр)
, а также его площадь (S), содержит лишь один член, не определяемый напрямую – коэффициент теплоотдачи
a
. Поскольку для малых тел он связан с теплопроводностью среды, приходится констатировать возможность локального повышения теплопроводности газа вблизи нагретого точечного источника [2]. Это предположение не затрагивает, естественно, термодинамических параметров: наряду с коэффициентом диффузии и вязкостью теплопроводность отражает лишь механизм переноса энергии и импульса в среде. Чтобы прояснить причину нового размерного эффекта, было выполнено измерение теплового поля, создаваемого микронагревателем. Использовался подвижный точечный терморезистор – термометр сопротивления. Результат свидетельствует о высоком температурном градиенте в окрестностях микронагревателя, среднее значение которого на расстоянии 100 мкм от него составляет около 20000 K/см, а учитывая гиперболическую зависимость Т(R) при R=10 мкм, он достигает 50000 K/см, то есть 2…3 K на одну длину свободного пробега. Отметим, что создать столь высокий градиент в указанном диапазоне температур невозможно иными известными техническими средствами.
Приближенное решение интегро-дифференциального уравнения Больцмана позволило установить, что в столь мощном силовом поле молекулы газа приобретают направленное движение, которое типично для разреженных газов в режиме, называемом свободно молекулярным, или более образно – баллистическим [3]. В переносе энергии по этому механизму при нормальном давлении участвует в 106 раз больше молекул, чем при разрежении, что и служит причиной повышения теплопроводности (но далеко не в той же мере, так как упорядоченность имеет лишь частичный характер). Новый режим имеет важнейшее практическое значение в термоанемометрии в силу нескольких его особенностей.
- Точечный микронагреватель обладает конвективной устойчивостью, то есть его теплоотдача зависит от движения газа меньше, чем в любой традиционной конструкции. Но это не уменьшает чувствительность к вынужденной конвекции по абсолютному значению, так как величина теплоотдачи в газ увеличивается почти на порядок.
- Микронагреватель полностью защищен от оседания аэрозольных частиц в силу эффекта термофореза, которая при условии высокого градиента температуры проявляется при нормальном и повышенном давлении.
Эти достоинства реализуются в датчике расхода газа, причем благодаря функциональной насыщенности оказывается достаточно двух точечных терморезисторов-микронагревателей, выполненных на одном кристалле. Выходным сигналом служит разница мощностей, потребляемых для поддержания постоянной температуры измерительным (первым по ходу потока) и опорным нагревателями. Благодаря противоположному воздействию увеличения скорости потока на мощность опорного микронагревателя и величине подогрева газа, идущего от измерительного микронагревателя к опорному, существует возможность стабилизировать его мощность за счет выбора диаметра газового канала и расстояния от него до измерительного микронагревателя. Такой способ вычисления расхода позволяет существенно уменьшить зависимость показаний от изменений температуры измеряемого газа. Расчет положения микронагревателей в потоке и относительно друг друга производился программой, реализующей метод конечных элементов. Результаты моделирования скорости потока в газовом канале представлены на рис.1.
При разработке модели учитывались помимо тепловых и газодинамические особенности тепловых микросистем. Согласно аналогии явлений переноса в газах, локальное увеличение теплопроводности вблизи нагретого микрообъекта указывает на увеличение и других коэффициентов переноса: вязкости и коэффициента диффузии. Увеличение вязкости было обнаружено путем измерения дополнительного гидравлического местного сопротивления, возникающего при включении микронагревателя. Холодный воздух проходит через нагретую зону, образуемую микронагревателем, минуя ее вязкую высокоградиентную часть, диаметр которой согласно рис.1 составляет 200…300 мкм.
С применением разработанного датчика был изготовлен цифровой прибор измерения массового расхода газа и начато его промышленное производство (рис. 2).
Цифровой измеритель расхода газа имеет следующие метрологические характеристики:
- погрешность измерения расхода газа составляет ±2 % от полной шкалы;
- диапазон измеряемых расходов газа: минимальный 0…100 мл/мин, максимальный 0…3л/мин.
НИР и ОКР по данной тематике поддерживается фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Список литературы
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ. // Справочник 4-е изд. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение.2002.
- D.V. Zinoviev, V.M. Andreev, K.A. Tuzovsky, D.V. Loktev. Investigation of microobjects heat transfer. Second International Conference on Transport Phenomena in Micro and Nanodevices. Il Ciocco Hotel and Conference Center, Barga, Italy. June. 2006
- Крюков А.П., Левашов В.Ю., Шишкова И.Н., Ястребов А.К. Кинетическое уравнение Больцмана и подходы к его решению для инженерной практики // Учеб. пособие для вузов. М.: Издательство МЭИ, 2005.
Диаметр трубопровода
Независимо от того, врезной, погружной или накладной расходомер будет использоваться, следует уточнить диаметр трубопровода на участке, где требуется установить расходомер.
При выборе врезного расходомера диаметр трубопровода является одним из основных параметров, так как данные приборы отличаются диаметром встроенной измерительной секции. Что касается погружных расходомеров, то может показаться, что при ни использовании диаметр не имеет значения, так как зонд расходомера можно погрузить в поток при любом диаметре, однако из-за того, что чувствительный элемент прибора (находящийся на конце зонда) должен быть помещен точно в центре трубопровода, следует удостовериться, что длины зонда хватит для монтажа на конкретном участке.
Допустим, внешний диаметр трубопровода составляет 200 мм. Значит погрузить зонд нужно будет на 100 мм. Еще 100-120 мм потребуется на осуществление монтажа. Таким образом, минимальная длина зонда при данном диаметре должна составлять 220 мм. Большинство расходомеров доступны в различных исполнениях, отличающихся длиной зонда. Так для расходомера VA 400 существуют исполнения с длиной 120, 220, 300 и 400 мм.
Измерение по перепаду давления
Чаще всего данный способ предполагает использование диафрагмы. В этом случае в трубопроводе для сужения потока устанавливается диафрагма, обычно представляющая собой пластину с отверстием в середине. Давление проходящего через диафрагму газа падает, при этом разница давлений до сужения и после него пропорциональна скорости, а значит и расходу проходящего газа. Используя дифференциальные датчики давления, можно узнать разницу давлений и перевести эти значения в значение расхода.
Подвидом трубы Вентури можно считать измерительное сопло, в котором, присутствует конус сужения, но в отличие от трубы Вентури, отсутствует расширяющаяся часть. Данный прибор используется в случае, если турбулентность потока крайне высока.
Также существуют расходомеры, в которых сужение потока создается при помощи клинового ограничителя. В остальном данные расходомеры аналогичны прочим приборам, использующим принцип измерения по перепаду давления.
Преимуществом данных расходомеров является достаточно высокая точность измерения, а также не столь значительное повышение стоимости при увеличении диаметра трубопровода. Основным недостатком же является то, что установленная диафрагма вызывает значительные потери напора проходящего по трубопроводу газа.
На следующем графике можно увидеть значения потерь давления для разных типов сужающих устройств:
Продолжение:
Классификация расходомеров газа – часть 2
Классификация расходомеров газа – часть 3
Подобрать расходомер, подходящий для решения Вашей задачи, можно в каталоге продукции или обратившись к нашим техническим специалистам.
Измерение расхода газа по перепаду давлений
Один из самых распространенных и изученных методов расхода газа, основанный на использовании сужающего устройства, имеет несколько преимуществ, включая простоту механизма преобразователя расхода, действие которого направлено на измерение перепада давления вещества, протекающего через местное сужение в газовом трубопроводе. Для проведения расчетов не потребуются расходомерные стенды.
Несмотря на наличие полной научно-технической базы, этот метод измерения имеет несколько существенных недостатков — небольшой диапазон измерения, который даже с учетом многопредельных датчиков давления, не превышает значение 1:10.
Гидравлические сопротивления в газовых трубопроводах повышают чувствительность к графику изменения усредненных скоростей по глубине или ширине потока на входе в диафрагму. Длина прямых участков перед сужающими устройствами должна составлять не менее 10 диаметров Ду сооружения из труб.
Как правильно выбрать и заказать (купить) преобразователь (датчик) расхода газа
1. Четко определите, для каких целей Вам нужен преобразаватель расхода газа (природный газ, азот, воздух, аргон и другие неагрессивные газы).2. Какой тип и модификация приобразователя расхода газа Вам реально подходят, и какие функциональные возможности действительно необходимы (т.к. разного рода “излишества” могут дорого стоить).3.
Достаточно ли технических характеристик и параметров для правильного оформления заказа.4. Какое дополнительное оборудование ещё необходимо (установочная, монтажная и запорная арматура и элементы (фильтры, струевыпрямители, стабилизаторы), вспомогательные приборы, устройства и блоки (вычислители, корректоры, КИПиА и пр.).5.
Какую сумму за оборудование и дополнительные расходы (в т.ч. за тару и доставку) Вы готовы заплатить.6. Компетентны ли Вы принимать решения о внесении изменений в проект, и могут ли Вам быть интересны предложения современных аналогов, имеющих более хорошее соотношение ЦЕНА-КАЧЕСТВО (по мнению наших инженеров).7.
Какая форма оплаты и срок поставки для Вас приемлемы (учтите, что частичная предоплата или срочное выполнение заказа (“вне очереди”) иногда могут привести к незначительному удорожанию продукции).8. Каким способом Вам удобнее получить продукцию (самовывоз, доставка, отгрузка через транспортную кампанию или иное).
После этого оформляйте и присылайте нам заявку, отразив в ней как можно больше ответов на вышеуказанные вопросы.В этом случаи, мы уверены, что наше предложение (цены, сроки и пр.) покажется Вам действительно интересным.(см. также – “Специальные предложения” ).
Классификация расходомеров по принципу действия
Расходомеры отличаются по нескольким параметрам, включая давление, тип используемого газа, температурный режим. Выбирать устройство следует в зависимости от условий применения, а также поставленных задач.
Измерительные приборы состоят из таких частей, как преобразователь, отвечающий за перепад давления, соединяющего элемента и манометра.
Косвенные методы измерения
Эти методы предусматривают вычисление, к примеру, скорости потока вещества через заданную площадь сечения. Для получения максимально точных результатов необходимо выровнять скорость движения газа.
Мембранный расходомер
Данные приборы обладают широким диапазоном и относительно недороги, однако из-за невысокой точности, неустойчивости к повышенному давлению и невозможности измерения больших расходов, они являются практически неприменимыми в промышленной сфере.
Общие понятия и определения
Преобразователи расхода газа предназначен для измерения расхода плавноменяющихся потоков очищенных неагрессивных одно- и многокомпонентных газов (природный газ по ГОСТ 5542-87, азот, воздух, аргон и другие неагрессивные газы (кроме кислорода)) с плотностью при нормальных условиях не менее 0,67 кг/м3 при использовании их в установках промышленных и коммунальных предприятий и для учёта при коммерческих операциях.
Дифманометр-расходомер – это прибор, измеряющий расход вещества (жидкость, газ, пар) по принципу перепада давлений на сужающем устройстве (стандартные диафрагмы и сопла) или вводимых в поток гидро- или аэродинамическом сопротивлениях. Дифманометр-расходомер отградуирован в единицах измерения массового или объемного расхода (масса(объем)/время, например: л/мин, л/с, м3/час, т/час).
Приборы для измерения количества газа
Устройства для измерения расхода газа по способу вычисления делятся на несколько категорий. Скоростные используются для определения объемного числа исследуемой среды. В этих приборах отсутствуют измерительные камеры. Чувствительной деталью выступает турбинка (тангенциальная или аксиальная), которую приводит во вращение поток вещества.
Объемные счетчики отличаются меньшей зависимостью от типа продукта. К их недостаткам можно отнести сложность конструкции, высокую цену и внушительные габариты. Устройство состоит из нескольких измерительных камер, отличается более сложной конструкцией. Делится этот тип приборов на несколько видов – поршневые, лопастные, шестеренчатые.
Известна и другая классификация счетчиков количества газа, которая включает три типа устройств: роторные, барабанные и клапанные.
Роторные счетчики обладают большой пропускной способностью. Их действие основано на вычислении количества оборотов лопастей внутри устройства, показатель соответствует объему газа. К основным их преимуществам можно отнести долговечность, независимость от электроэнергии, повышенную устойчивость к кратковременным перегрузкам.
Барабанные счетчики состоят из корпуса, счетного механизма и барабана с измерительными камерами. Принцип действия устройства для измерения потребления газа состоит в определении количества оборотов барабана, который вращается за счет разности давления. Несмотря на точность вычислений, этот тип приборов не нашел широкого применения по причине своих громоздких размеров.
Принцип действия последнего типа счетчиков, известного как клапанный, базируется на перемещении подвижной перегородки, на которую действует разность давления вещества. Устройство состоит из нескольких частей – счетного и газораспределительного механизма, а также корпуса. Имеет большие габариты, поэтому в основном используются в быту.
Прямой метод измерения потребления газа
Объем газа вычисляют в кубических метрах, реже используются другие единицы массы, такие как тонны или килограммы, как правило, для технологических газов.
Прямой метод — это единственный метод, обеспечивающий прямое измерение объема проходящего газа.
К слабым сторонам приборов, вычисляющих объемный или массовый расход вещества, относятся:
- Ограниченная работоспособность расходомеров в условиях загрязненного газа.
- Существует высокая вероятность поломки в результате частичного перекрытия потока или пневматического удара.
- Высокая стоимость ротационных счетчиков по сравнению с другими приборами.
- Крупные габариты устройств.
Многочисленные достоинства этого метода перекрывают перечисленные недостатки, благодаря чему и он и получил наибольшее распространение по числу установленных счетчиков.
В их числе — прямое измерение объема газа, отсутствие зависимости от искажений графика скоростей потока, как на входе, так и на выходе, что позволяет сократить УУГ. Ширина диапазона составляет до 1:100. Для этой цели применяются приборы мембранного и ротационного типа. Они могут использоваться в помещениях, с установленными котлами импульсного типа.
Ротационный расходомер
В измерительной камере ротационного расходомера находятся два ротора, расположенные поперек потока и соединенные шестернями так, что одним краем каждый ротор касается стенки камеры, а противоположным – другого ротора. При поступлении воздуха роторы под его напором приходят в движение и начинают обкатываться друг по другу, отсекая определенные порции газа так, что каждый оборот соответствует определенному объему.
Данные расходомеры имеют широкий диапазон, низкую погрешность и высокую стабильность, однако крайне восприимчивы к загрязнению, имеют подвижные части и могут использоваться только для относительно малых диаметров.
Скоростной метод определения расходов
Для этого метода используются преобразователи турбинного типа. Эти приборы имеют несколько преимуществ, включая небольшие габариты и вес, доступную цену в своей категории.
У этих устройств отсутствует чувствительность к пневматическим ударам. Интервал значений измерения расхода составляет до 1:30, что существенно превышает аналогичный показатель для сужающих устройств.
К недостаткам можно отнести чувствительность, хоть и незначительную, к искажениям потока на входе и выходе прибора, отклонение результатов измерений пульсирующих потоков газа. На небольших расходах, в диапазоне от 8 до 10 м3/ч, расходомеры неработоспособны.
Температура
Большинство расходомеров рассчитаны на не слишком высокие и не слишком низкие температуры измеряемой среды (например, от -30 до 120° у SS 20.600). Поэтому, если температура среды превышает 100°С, следует удостовериться, что выбранный расходомер может работать в подобных условиях или выбрать специальный прибор, рассчитанный на работу в высокотемпературных средах (к примеру, SS 20.650).
Следует также обратить внимание на температуру окружающей среды. Температурные диапазоны для электронных компонентов (находящихся вне трубопровода) обычно уже, чем для чувствительного элемента. Поэтому если датчик предполагается эксплуатировать, например, зимой на открытом воздухе, необходимо удостовериться, что нижний предел допустимого температурного диапазона позволит прибору перенести сильный мороз.
Тип #1 — струйные автогенераторные расходомеры
Расходомер этого типа, предназначенный также для измерения расхода природного газа, имеет несколько отличительных характеристик. Прибор охвачен отрицательными обратными связями, частота подключений струи зависит от расхода газа.
Счетчики, выпущенные на основе струйных расходомеров, применяются для коммерческого учета без предварительной экспертизы.
Расходомер струйного автогенераторного типа подвержен засорению, в числе его недостатков также нестабильность показателя преобразования.
Эти приборы имеют схожие недостатки с вихревыми устройствами:
- зависимость от искажений графика скоростей, при условии использования в комплекте с сужающими приборами;
- массовые потери напора невозвратимы;
- основная часть расходомера имеет огромные габариты;
- значительная нестабильность показателя преобразования.
Достоинства автогенераторного расходомера не отличаются от вихревого устройства, за исключением способности работать с загрязненными газами. Эти расходомеры не нашли широкого практического применения в коммерческом учете.
Тип #2 — вихревые расходомеры-счетчики
Выделяют несколько сильных сторон приборов, включая точность проведенных измерений, отсутствие чувствительности к загрязнениям и пневматическим ударам, легкость эксплуатации, в устройстве также отсутствуют подвижные части.
Известны и существенные недостатки использования этого типа расходомеров — повышенная чувствительность к механическим колебаниям, просадка давления. Диаметр труб должен находиться в диапазоне 15-30 см.
Тип #3 — ультразвуковые расходомеры
Устройство, также известное как акустическое, имеет несколько неоспоримых преимуществ:
- отсутствие гидравлического сопротивления;
- в приборе нет подвижных деталей, что усиливает его надежность;
- повышенная прочность механизма;
- быстрое действие.
Расходомер этого типа базируется на определении разницы во времени прохождения сигнала.
Ультразвуковые сенсоры, расположены по диагонали относительно друг друга, выполняют функцию приемника и излучателя. Задействование нескольких каналов компенсирует деформацию профиля потока.
Тип #4 — барабанные расходомеры
Эта категория устройств используется, как правило, для проведения лабораторных исследований. Давление, возникающее во время вращения барабана, приводит к заполнению секцию газом и их последующему опорожнению.
Количество оборотов барабана пропорционально кубическим единицам газа, показатель передается на циферблат счетной конструкции. Барабанные расходомеры обладают высокой точностью измерения.
Тип #5 — левитационные устройства
Подвижная деталь тахометрического устройства вращается в подшипниках, скорость равняется объемному расходу газа. Превращение быстроты кругового движения в электрический сигнал осуществляется с помощью вторичного преобразователя, результаты отражаются на индикаторе.
Левитационные приборы востребованы в коммерческом учете потребления природного газа, как в бытовых, так и в коммунальных целях.
Тип #8 — турбинные расходомеры
Прибор механического типа имеет форму отрезка трубы, внутри расходомера размещена турбина с валом и движущимися опорами. Силовое устройство двигается за счет вещества, проходящего через измерительную камеру.
Скорость движения механизма равняется скорости потока и расходу газа. Накопленный объем отражается на счетном механизме, передача на него осуществляется механическим способом с помощью редуктора, системы шестеренок.
Помимо перечисленных, существуют и другие устройства, но они используются, как правило, в научных исследованиях. В коммерческой сфере они практически не задействованы.
Рекомендуем также прочесть другую нашу статью, где мы подробно рассказали о том, как выбрать газовый счетчик для дома. Подробнее — переходите по ссылке.
Тип газа
При выборе расходомера сразу же нужно отобрать те приборы, которые способны проводить измерение конкретного, необходимого вам газа*. Некоторые расходомеры, такие как VA 400, могут проводить измерения различных газов (воздуха, азота, природного газа и т. д.), однако для измерения газов, значительно отличающихся по физическим свойствам от воздуха, приборы должны быть откалиброваны в соответствующей среде.
* в случае агрессивных или взрывоопасных газовых сред следует выбрать расходомеры с дополнительной защитой.
Ультразвуковой метод измерения
Популярность акустических расходомеров, с помощью которых измеряется количество газа, в особенности в коммерческом учете, возросла с развитием микроэлектроники. В акустических расходомерах отсутствуют подвижные части, а также детали, выступающие в поток, что существенно повышает их надежность.
Измерение производится в широком интервале значений благодаря способности устройства продолжительное время работать от встроенного источника питания. Отечественные приборы не отвечают всем необходимым требованиям, так как во избежание влияния искажений потока газа на результаты расчетов необходимо использовать исключительно многолучевые ультразвуковые расходомеры.
Цифровой расходомер потока газа серии м
Подробное техническое описание цифрового расходомера потока газа серии М
Описание серии
Цифровые расходомеры потока газа серии M, производимые компанией Alicat Scientific, проводят точное измерение массового расхода, объемного расхода, а также давления и температуры технологических газов.
В расходомерах потока газа серии M производства компании Alicat применяется запатентованная, внутренне сбалансированная, технология измерения перепада давления ламинарного потока, позволяющая вычислять значения расхода, линейно зависимые от перепада давления, в очень широком диапазоне. Прибор отображает значения объемного и массового расхода, скорректированные с учетом изменений давления и температуры газа, также учитывающие заданные пользователем нормальные температуру и давление. Во всех расходомерах потока газа предустановлены контролепригодные согласно стандартам Национального института стандартов и технологий (США) калибровки.
Благодаря отсутствию внутренних подвижных частей и нагревательных элементов устройства серии M характеризуются высокой эффективностью использования электрической энергии, ударостойкостью и отсутствием восприимчивости к изменению пространственного положения. Также в отношении каждого устройства компания реализует программу многосторонней технической поддержки, включая бесплатную техническую поддержку по телефону, оперативное проведение повторной калибровки и гарантию на весь срок службы.
Расходомеры потока газа серии M производства компании Alicat оснащены большими дисплеями с сенсорными панелями, при помощи которых оператор может осуществить выбор по 30-ти предустановленным калибровкам для газов. Также устройства данной серии оснащены как аналоговым, так и цифровым (RS-232) интерфейсами. Помимо этого, возможны другие модификации приборов, включая устройства с сертификацией согласно стандартам ATEX/CSA (класс 1, Div 2) для применения в опасной окружающей среде. В серии М доступны также версии с коррозионностойким исполнением материалов, контактирующих с измеряемой средой (серия MS), модификации прибора для приложений с низким перепадом давления (серия MW), а также устройства с питанием от аккумуляторной батареи (серия MB).
Применение
Расходомеры потока газа серии M производства компании Alicat Scientific находят применение во множестве отраслей – от научных и аналитических исследований до промышленности и метрологии. Благодаря отличным техническим характеристикам (возможность одновременного измерения сразу нескольких величин, наличие калибровок для большого количества газов, отношение верхнего предела измерения к нижнему 200:1) прибор может заменить нескольких специализированных устройств. Прекрасные рабочие характеристики прибора (достижимая точность 0.4%, повторяемость 0.2% от полной шкалы и скорость проведения измерения <10 мс) обеспечивают оптимальную эффективность приложений, связанных с управлением потоками газа.
Диапазон измерений устройств серии M варьируется от 0-0.5 ст.см3/мин (нижняя граница измерения) до 0-4000 ст.л./мин (верхняя граница измерения).
Технические характеристики расходомеров потока газа Alicat серии M
Диапазон измерений: от 0 – 0.5 ст. см3/мин (нижняя граница измерения) до 0 – 3000 ст.л./мин (верхняя граница измерения)
Стандартные технические характеристики (для того чтобы получить информацию о возможных модификациях прибора, свяжитесь с компанией АКТАН ВАКУУМ).
Передача данных / Источник питания | Расходомер потока газа серии M |
|---|---|
| Монохромный ЖКД либо цветной ЖКД на тонкопленочных транзисторах со встроенной сенсорной панелью | Одновременно отображает значения массового расхода, объемного расхода, давления и температуры |
| Цифровой выходной сигнал (возможные варианты)1 | последовательный интерфейс RS-232 / последовательный интерфейс RS-485 / PROFIBUS3 |
| Аналоговый выходной сигнал (возможные варианты)2 | 0-5 В постоянного тока / 1-5 В постоянного тока / 0-10 В постоянного тока / 4-20 мА |
| Второй аналоговый выходной сигнал, поставляемый по отдельному заказу2 | 0-5 В постоянного тока / 1-5 В постоянного тока / 0-10 В постоянного тока / 4-20 мА |
| Варианты электрического соединения | 8-контактный разъем Mini-DIN / 9-контактный разъем D-sub (DB9) / 15-контактный разъем D-sub (DB15) / 6-контактный электрический разъем |
| Напряжение источника питания | от 7 до 30 В постоянного тока (15-30 В постоянного тока для выходов 4-20 мА) |
| Ток источника питания | 0.040 А ( выходной ток 4-20 мА) |
1 Цифровой выходной сигнал передает информацию о массовом расходе, объемном расходе, давлении и температуре. 2 Аналоговый выходной сигнал и второй аналоговый выходной сигнал, поставляемый по отдельному заказу, передают информацию о Вашем выборе массового расхода, объемного расхода, давления либо температуры. 3 В системе PROFIBUS не доступен аналоговый сигнал. Устройства PROFIBUS не оборудованы дисплеем. См. технические характеристики PROFIBUS для того, чтобы получить информацию о напряжении и силе тока источника питания для PROFIBUS | |
| Все расходомеры и регуляторы расхода газов Alicat по умолчанию откалиброваны более чем на 130 газов: | |
|---|---|
| Чистые некоррозионные газы (Pure non-corrosive gases) | C2H2, воздух, Ar, i-C4H10, n-C4H10, CO2, CO, D2, C2H6, C2H4, He, H2, Kr, CH4, Ne, N2, N2O, O2, C3H8, SF6, Xe |
| Чистые коррозионные газы (Pure corrosives gases) | NH3, 1Butene, cButene, iButene, tButene, COS, Cl2, CH3OCH3, H2S, NF3, NO, C3H6, SiH4, SO2 |
| Охлаждающие газы (Refrigerants) | R-11, R-115, R-116, R-124, R-125, R-134A, R-14, R-142b, R-143a, R-152a, R-22, R-23, R-32, RC-318, R-404A, R-407C, R-410A, R-507A |
| Дыхательные газы (Breathing gases) | EAN-32, EAN, EAN-40, HeOx-20, HeOx-21, HeOx-30, HeOx-40, HeOx-50, HeOx-60, HeOx-80, HeOx-99, EA-40, EA-60, EA-80, Metabol |
| Биореактивные газы (Bioreactor gases) | Bio-5M, Bio-10M, Bio-15M, Bio-20M, Bio-25M, Bio-30M, Bio-35M, Bio-40M, Bio-45M, Bio-50M, Bio-55M, Bio-60M, Bio-65M, Bio-70M, Bio-75M, Bio-80M, Bio-85M, Bio-90M, Bio-95M |
| Топливные газы (Fuel gases) | Syn Gas-1, Syn Gas-2, Syn Gas-3, Syn Gas-4, Nat Gas-1, Nat Gas-2, Nat Gas-3, Coal Gas, Endo, HHO, HD-5, HD-10 |
| Хроматографические газы (Chromatography gases) | P-5, P-10 |
| Лазерные газы (Laser gases) | LG-4.5, LG-6, LG-7, LG-9, HeNe-9, LG-9.4 |
| Сварочные газы (Welding gases) | C-2, C-8, C-10, C-15, C-20, C-25, C-50, C-75, He-25, He-50, He-75, He-90, A1025, Star29 |
| Газы, концентрирующие кислород (O2 Concentrator gases) | OCG-89, OCG-93, OCG-95 |
| Топочные газы (Stack gases) | FG-1, FG-2, FG-3, FG-4, FG-5, FG-6 |
| Подробнее со Списком предустановленных газов вы можете ознакомиться, перейдя по ссылке | |
Предельное показание | Перепад давления1, соответствующий предельному показанию шкалы расходомера потока газа (фунт-сила/дюйм2; с отводом газа в атмосферу) | Размеры прибора | Технологические соединения2 | |
|---|---|---|---|---|
| от 0.5 ст.см3/мин до 1 ст.см3/мин | 1.0 | 3.9”В x 2.4”Ш x 1.1”Г | внутренняя резьба M-5 (10-32) | |
| от 2 ст.см,3/мин до 50 ст.см3/мин | 1.0 | |||
| 100 ст.см3/мин до 20 ст.л./мин | 1.0 | 4.1”В x 2.4”Ш x 1.1”Г | внутренняя резьба 1/8” NPT | |
| 50 ст.л./мин | 2.0 | 4.4”В x 4.0”Ш x 1.6”Г | внутренняя резьба 1/4” NPT | |
| 100 ст.л./мин | 2.5 | |||
| 250 ст.л./мин | 2.1 | 5.0”В x 4.0”Ш x 1.6”Г | внутренняя резьба 1/2” NPT | |
| 500 ст.л./мин | 4.0 | 5.0”В x 4.0”Ш x 1.6”Г | внутренняя резьба 3/4” NPT | |
| 1000 ст.л./мин | 6.0 | |||
| 1500 ст.л./мин | 9.0 | |||
| 2000 ст.л./мин | 5.0 | 5.3”В x 5.2”Ш x 2.9”Г | ||
| 3000 ст.л./мин | 7.1 | 5.3”В x 5.2”Ш x 2.9”Г | внутренняя резьба 1-1/4” NPT | |
| ||||
Модель | Диапазон работы | Ед. измерения | Технологические соединения |
|---|---|---|---|
M-0.5SCCM-D | 0,0025 – 0,5 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба M-5 (10-32) |
M-1SCCM-D | 0,005 – 1 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба M-5 (10-32) |
M-2SCCM-D | 0,01 – 2 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба M-5 (10-32) |
M-5SCCM-D | 0,025 – 5 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба M-5 (10-32) |
M-10SCCM-D | 0,05 – 10 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба M-5 (10-32) |
M-20SCCM-D | 0,1 – 20 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба M-5 (10-32) |
M-50SCCM-D | 0,25 – 50 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба M-5 (10-32) |
M-100SCCM-D | 0,5 – 100 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-200SCCM-D | 1 – 200 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-500SCCM-D | 2,5 – 500 | ст.см3/мин (мл/мин) | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-1SLPM-D | 0,005 – 1 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-2SLPM-D | 0,01 – 2 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-5SLPM-D | 0,025 – 5 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-10SLPM-D | 0,05 – 10 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-20SLPM-D | 0,1 – 20 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1/8″ NPT |
M-50SLPM-D | 0,25 – 50 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1/4″ NPT |
M-100SLPM-D | 0,5 – 100 | ст.л./мин | внешняя резьба 1/4 ” VCR |
M-250SLPM-D | 1,25 – 250 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1/2″ NPT |
M-500SLPM-D | 2,5 – 500 | ст.л./мин | внутренняя резьба 3/4″ NPT |
M-1000SLPM-D | 5 – 1000 | ст.л./мин | внутренняя резьба 3/4″ NPT |
M-1500SLPM-D | 7,5 – 1500 | ст.л./мин | внутренняя резьба 3/4″ NPT |
M-2000SLPM-D | 10 – 2000 | ст.л./мин | внутренняя резьба 3/4″ NPT |
M-3000SLPM-D | 15 – 3000 | ст.л./мин | внутренняя резьба 1 1/4″ NPT |
M-4000SLPM-D | 20 – 4000 | ст.л./мин | внутренняя резьба 2″ NPT |
M-5000SLPM-D | 25 – 5000 | ст.л./мин | внутренняя резьба 2″ NPT |
Фти компании ALICAT SCIENTIFIC:
1. Надёжная поставка воздуха для автоматических систем покраски.
2. Контроль расхода газа для напыляющей плазменной установки.
3. TIG (сварка вольфрамовым электродом в инертном газе).
4. Быстрая проверка оборудования на наличие течи.
Выводы и полезное видео по теме
О том как работают вихревые газовые расходомеры пойдет речь в следующем видеоролике:
Измерение расхода газа – одна из ключевых задач на производстве. На рынке расходомеров представлено огромное количество устройств с различными конструкциями и принципами действия, которые подойдут и для бытовых нужд. С их помощью можно определить практически любое количество жидкости или газа, при этом не потребуется специальная поверочная образцовая установка.
