Всё про расходомеры: виды, принцип действия и т.д.

Что такое ультразвук?

Из названия приборов понятно, что ультразвуковое устройство для работы использует ультразвук, который человеческим ухом не воспринимается, зато его слышат некоторые виды животных. К ним относятся дельфины, некоторые киты, летучие мыши, отдельные виды жуков и бабочек, которые могут спасаться на земле при приближении «летучих грызунов», издающих эти сигналы.

Звук появляется благодаря вибрациям, распространяющимся в виде волн. Однако для того чтобы колебания возникли, необходимо обеспечить несколько условий. Нужен:

Количество волн, создаваемых вибрирующим объектом в некоторый (заданный) отрезок времени, называют частотой звуковых волн. Она зависит от скорости вибрирования: чем быстрее происходят колебания, тем выше частота. И наоборот, медленная скорость вибраций становится причиной низкой частоты.

Ультразвук — звук, частота которого выше того уровня, что может восприниматься человеческим ухом. Для определения движения рабочей среды используют ультразвуковые расходомеры газа или жидкости. Их предназначение — измерение изменений ультразвуковых частот.

Бытовые

Максимальная пропускная способность этих устройств составляет 1-6 м3/ч. Данные расходомеры используют в квартирах, частных домах, в небольших котельных и офисах. В этом случае ультразвуковые устройства пока используют редко.

Вихревые расходомеры

Несомненными достоинствами вихревых расходомеров являются их нечувствительность к пневмоударам и возможность работы на загрязненных газах. К недостаткам относятся повышенная чувствительность к искажениям эпюры скоростей потока (примерно такая же, как и у стандартных сужающих устройств (СУ)) и относительно большие невозвратимые потери напора, связанные с интенсивным вихреобразованием при обтекании потоком плохо обтекаемого тела (так называемого тела обтекания). Кроме того, если узел съема сигнала расходомера термоанемометрический, прибор становится энергозависимым, а если он выполнен с использованием пьезоэлементов, возникают весьма серьезные проблемы с обеспечением помехозащищенности при наличии внешних механических вибраций газопровода.

Вихревые устройства

Данные конструкции измеряют частоту колебаний, возникающих в потоке газа или жидкости, вынужденной обтекать препятствия на их пути. Эту специальную помеху называют телом обтекания. Во время затрудненного движения создается вихрь, благодаря которому приборам дали такое название. Преимущества данных моделей — полное отсутствие движущихся элементов, которые могут стать причиной поломки конструкции.

Недостатки:

Еще один минус — небольшой динамический диапазон. Используют такие расходомеры для измерения газа, насыщенного пара, технического воздуха и воды.

Выбрать и купить узел учета газа или комплекс учета газа (комплекс измерения количества газа), а также счетчики газа различных модификаций производства ведущих заводов-изготовителей можно здесь >>

Литература:

Газовые счетчики гост 15528-86

В отраслевом стандарте ГОСТ 15528-86 прописаны все методы измерения расхода газов и жидкостей, включая терминологию и принципы действия.

Для использования в аналитических целях, в лабораторных исследованиях, а также с целью проверки метрологических характеристик бытовых мембранных счетчиков используются высокоточные счетчики, которые имеют низкое значение относительной погрешности и высокую сходимость (повторяемость) результатов.

К таким в первую очередь относятся счетчики барабанного типа с жидкостным затвором. Они не имеют ограничений по типам измеряемых газов или смесей. Могут применяться для измерения взрывоопасных газов, что обязательно должно подтверждаться наличием сертификата о взрывобезопасности.

Как правило, барабанные счетчики газа заполняются водой, однако если предполагается их использовать в низкотемпературной атмосфере, при которой вода замерзает, возможно использование антифризов (это должно оговариваться изначально с производителем).

Большинство моделей барабанных счетчиков оснащены стрелочными циферблатами для визуального считывания результатов, однако некоторые модели барабанных счетчиков позволяют отображать данные также и в цифровом виде и передавать их для обработки на компьютер или в ЛИМС. К таким счетчикам относятся модели отечественного производства ВИКС (ООО «Прагматех»).

Ниже представлена сравнительная таблица технических характеристик лабораторных расходомеров газов. Мы перевели рабочие диапазоны для разных приборов, указанные в различных источниках, в одни единицы измерения для удобства подбора (используйте фильтры).

Если вам понравилась статья, пожалуйста, поделитесь ей

Источник

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 у средненных 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.

Классификация расходомеров

Такие приборы для измерения расхода газов классифицируются по пропускной способности. Это понятие означает диапазон расходов, при которых погрешность показаний не выходит за рамки, заявленные производителем этого вида газового оборудования. Есть и еще два важных показателя:

1. Максимальный расход — Qмакс. Большинство производителей использует такие значения — 1, 2,5, 4 и 6 (6,5) с множителем 10n (м3/ч).
2. Минимальный расход — Qмин. Это значение используется для определения ширины диапазона измерений прибора: ее определяют как соотношение второго и первого значения — Qмин/Qмакс. Ширина диапазона у моделей, выпускаемых сейчас, составляет от 1:10 до 1:4000.

Чувствительность механических приборов — минимальный расход, при котором счетчик в состоянии проводить измерения, но погрешность их не соответствует нормативам. Главным показателем считается максимальная пропускная способность, по которой все расходомеры условно делятся на промышленные, коммунально-бытовые и бытовые.

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.

Кориолисовы расходомеры

Принцип действия этих расходомеров опирается на эффект Кориолиса: изменение фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется жидкость, газ или пар. Сдвиг фаз зависит от массового расхода. Сила Кориолиса, которая воздействует на стенки колеблющейся трубки, меняется под напором воды или пара.

Преимущества:

• Прямое измерение массового расхода.
• Осадки не влияют на измерения.
• Нет препятствий во внутреннем сечении.
• Измерение расхода жидкостей не зависит от их электрической проводимости.

Недостатки:

• Высокая стоимость.
• Строгие требования к технологии изготовления.
• Влияние вибраций на метрологические характеристики.

Сравнив достоинства и недостатки разных видов оборудования, несложно понять, почему самыми востребованными остаются электромагнитные расходомеры: они недорогие, точные и практичные. Через каталог компании «Интелприбор» вы можете заказать измерительные модули высокого качества. Мы не только поможем выбрать оборудование, но также установим его и обеспечим техобслуживание.

Кориолисовые расходомеры

Это сложный электронные устройства, принцип работы которых основан на измерении колебания (вверх-вниз) трубок, расположенных перпендикулярно движению потока. Такие воздействия называют силой Кориолиса, она пропорциональна массовому расходу рабочего вещества.

Достоинства:

Кориолисовым приборам не требуются прямые участки трубопроводов. Минусом их является высокая цена, однако если правильно эксплуатировать прибор, то можно гарантировать, что он вскоре окупится.

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.

Метод переменного перепада давлений на базе стандартных сужающих устройств (су)

К достоинствам расходомеров следует отнести простоту конструкции преобразователя расхода и возможность поверки беспроливным методом, т. е. при отсутствии расходомерных стендов. Данная возможность обусловлена наличием наиболее полной научно-технической, в том числе стандартизованной информации по данному методу измерения.

Недостатками являются, во-первых, малый диапазон измерения (ранее не превышающий значения 1:3, а в настоящее время, с появлением многопредельных интеллектуальных датчиков давления, увеличившийся до 1:10). Во-вторых, высокая чувствительность к неравномерности эпюры скоростей потока на входе в СУ, обусловленной наличием в подводящем и/или отводящем трубопроводах гидравлических сопротивлений (запорной арматуры, колен и т. д.).

Данное обстоятельство определяет необходимость наличия перед указанными СУ прямых участков длиной не менее 10 диаметров условного прохода (Ду) трубопровода. В ряде случаев, например при установке СУ после гидравлических сопротивлений, таких как неполностью открытый вентиль, прямой участок перед СУ достигает длины 50 Ду и более).

О применимости различных методов измерения расхода для коммерческого учёта газа

Учет и контроль использования энергоресурсов является мощнейшим стимулом к их сбережению, и важнейшая задача в данной области — обеспечение точности результатов измерений. Проанализируем существующие методы измерения объемов газа и сформулируем критерии, помогающие выбору оптимального прибора для конкретной ситуации. Рассмотрим возможности применения расходомеров, разработанных на основе этих методов, для коммерческого учета газа.

Традиционно коммерческий учет газа основан на объемном и скоростном методах измерения объема газа, реализованных на базе диафрагменных (мембранных), ротационных и турбинных счетчиков газа и измерительных комплексов на их основе. В трубопроводах больших диаметров (как правило, от Ду =300 мм и более) применяют метод переменного перепада давлений с использованием стандартных сужающих устройств (прежде всего — диафрагм) в комплексе с современными интеллектуальными преобразователями давления и разности давлений.

Рис. 1 Расходомер на базе сужающего устройства «ИРГА»

Одновременно предпринимаются попытки реализации новых методов измерения: вихревой, ультразвуковой, струйно-генераторный, кориолисовый и других. Как правило, новые разработки опираются на результаты современных исследований в области аэро-, термодинамики и электроники и ставят своей целью повышение точности и расширение диапазона измерения расхода газа, обеспечение работоспособности в широком температурном диапазоне, на загрязненном газе, а также в условиях пневмоударов и пульсаций газа.

Анализу различных вариантов построения узлов коммерческого учета газа посвящены, в частности, работы [4, 5]. Следует учитывать, что каждый из перечисленных методов имеет свои достоинства и недостатки и выбор должен основываться на результатах тщательной метрологической экспертизы как самих методов измерения и реализующих их устройств, так и условий их градуировки и последующей эксплуатации.

Объемный газовый счетчик диафрагменного типа.

В 1843 году англичанин Томас Гловер (Thomas Glover) изобрел суховоздушный лопастной счетчик с двумя диафрагмами. Мембраны (диафрагмы) первых диафрагменных счетчиков изготавливались из овечьей кожи, а в последствии они были заменены резиновыми. Отсеки (иначе компартменты или ячейки) поначалу изготавливались из железа, а затем их стали отливать из алюминиевых сплавов.

Объемный метод измерения на базе мембранных и ротационных преобразователей расхода

Недостатками расходомеров являются ограниченная работоспособность на загрязненном газе, возможность поломки при резких пневмоударах и частичное перекрытие газопровода при поломке, связанной, например, с заклиниванием роторов ротационного счетчика газа, относительно большие габариты, а также стоимость (для ротационных счетчиков газа больших типоразмеров) по сравнению с приборами других типов.

Главным достоинством, многократно перекрывающим недостатки и сделавшим данный метод измерения самым распространенным по количеству установленных приборов, является то, что это единственный метод, обеспечивающий прямое, а не косвенное измерение объема проходящего газа.

Кроме этого, нужно отметить полную нечувствительность к любым искажениям эпюр скоростей потока на входе и выходе, что позволяет отказаться от прямых участков и резко сократить габариты узла учета газа, а также дает возможность обеспечения самых широких диапазонов измерения — до 1:100 и более.

Рис. 2 Диафрагменный счетчик газа типа ВК (слева) и ротационный счетчик газа типа RVG (справа).

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.

Принцип действия объемного счетчика газа диафрагменного типа.

Этапы работы диафрагменного счетчика газа представлены на рисунке.

Измерительный отсек состоит из четырех ячеек (компартментов), границы которых с одной стороны сформированы мембранами и  центральной частью счетчика, а с другой мембранами и стенками корпуса. Перепад давления вызывает расширение одной диафрагмы и одновременное сужение другой.

Происходит поочередное заполнение/опустошение четырёх компартментов. Синхронность движения диафрагм обеспечивается системой клапанов-задвижек и кривошипного механизма, которые гарантируют плавный поток измеряемого газа. Эти узлы разработаны таким образом, что полностью исключают заклинивание механизма в  верхних мертвых точках.

Вращающаяся часть кривошипного механизма посредством редуктора соединена с одометром, который отображает количество прошедшего через систему газа.

Небольшие диафрагменные счетчики рассчитаны на скорости потока, выраженные кубических футах в час (или 0,03 м3/ч) для газа с удельным весом 0,6, что вызывает падение давления на 0,13 кПа водяного столба на манометре диаметром 0,5 дюйма. Большие счетчики  рассчитаны на поток, приводящий к падению давления на 0,5 кПа водяного столба манометра диаметром 2 дюйма.

Значение удельного веса (плотности) 0,6 характерно для природного газа. Если же измеряется газ с другим значением удельного веса, то формула для пересчета выглядит следующим образом:

Qn – новое значение потока

Qc  – текущее значение потока

(SG)c – текущий удельный вес (обычно 0,6)

(SG)n – значение удельного веса нового газа.

Значение относительной погрешности счетчиков объемного типа как правило составляет 1%  и не ухудшается за все время эксплуатации, при условии, что не происходит внутренних повреждений или загрязнений элементов счетчика.

Производителей мембранных счетчиков довольно много. Приборами, работающими по этому принципу, оснащают также все узлы учета газа, включая домашнее хозяйство для контроля потребления бытового газа населением.

Они, как правило, рассчитаны на высокие значения потоков.

Общеизвестными произодителями лабораторных мембранных счетчиков газа являются Ritter (Германия) и Shinagawa (Япония).

Среди лабораторных расходомеров газов, помимо счетчиков объемного типа распространены также модели счетчиков, требующие подключения к электропитанию.

Лабораторный расходомер газа тахометрический.

Одним из типов таких счетчиков являются тахометрические, например счетчики РГС производства ООО «Мониторинг». В основу их работы положен принцип измерения объемного расхода газа тахометрическим преобразователем. В них количество оборотов тахометра регистрируется оптопарой.

Лабораторный расходомер газа термоанемометрический.

К другому типу таких счетчиков относятся термоанемометрические, например счетчики РГТ производства ООО «Мониторинг». Эти приборы также не предназначены для измерения потоков взрывоопасных газов и газов, загрязненных механическими примесями. Как правило, они используются для поверки и калибровки аспираторов, а также для регулировки расходов газов в хроматографах или газоанализаторах.

Промышленные расходомеры-счетчики

В этом случае минимальная пропускная способность составляет 40 м3/ч, а максимальная величина не ограничивается. Такое ультразвуковое оборудование приобретают для очень крупных потребителей. К их числу относят промышленные, сельскохозяйственные предприятия, газовые котельные, узлы учета распределительных сетей, магистрали.

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:

1. Ограниченная работоспособность расходомеров в условиях загрязненного газа.
2. Существует высокая вероятность поломки в результате частичного перекрытия потока или пневматического удара.
3. Высокая стоимость ротационных счетчиков по сравнению с другими приборами.
4. 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.

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.

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 м 3 /ч, расходомеры неработоспособны.

Струйные автогенераторные расходомеры

На указанном методе измерения остановимся подробнее, т. к. в настоящее время счетчики газа, созданные на базе расходомеров данного типа, без необходимой метрологической экспертизы начали активно применяться для коммерческого учета газа. Расходомер представляет собой бистабильный струйный элемент, охваченный отрицательными обратными связями, выполненными в виде пневматических каналов, соединяющих выходные каналы струйного элемента с одноименными каналами управления (левый — с левым, правый — с правым).

При наличии расхода газа через сопло питания струйного элемента его струя попадает в один из выходных каналов и создает в нем повышенное давление, которое через соответствующий канал обратной связи подается в одноименный канал управления и переключает струю, выходящую из канала питания, в другое устойчивое положение.

Затем процесс переключения струи повторяется. Частота переключений пропорциональна расходу газа через сопло питания струйного элемента. Таким образом, в данном методе измерения имеет место создание аэродинамического генератора колебаний с частотой, пропорциональной расходу газа.

Струйному автогенераторному расходомеру присущи те же недостатки, которыми обладает вихревой расходомер, а именно: большие невозвратимые потери напора и повышенная чувствительность к искажениям эпюры скоростей потока (в варианте его применения в комплекте с СУ).

Однако, к сожалению, есть и дополнительные минусы. Во-первых, струйный элемент (основа данного прибора) имеет крайне большие размеры по отношению к величине измеряемого расхода. Поэтому он, с одной стороны, может применяться только в качестве парциального расходомера, через который идет незначительная часть проходящего через измерительное сечение расхода газа (а это неминуемо снижает достоверность измерений), а с другой, существенно больше, чем вихревой расходомер, подвержен засорению (т. е. не обладает одним из основных преимуществ вихревого расходомера).

Во-вторых, нестабильность коэффициента преобразования у данного прибора еще больше, чем у вихревого расходомера. Так, например, при испытаниях одного из видов струйного расходомера [3] было установлено, что изменение коэффициента преобразования у различных модификаций прибора находится в диапазоне 14,5-18,5 % при изменении расхода через прибор в диапазоне не более 1-5.

Достоинства у расходомера те же, что и у вихревого, за исключением работоспособности на загрязненных газах. Они могут применяться вместо датчиков перепада давлений на расходомерах переменного перепада. Принципиально это позволяет расширить диапазон измерения последнего.

Тахометрические расходомеры

Тахометрические расходомеры измеряют скорость вращения, количество оборотов крыльчатки или турбины в потоке воды, газа или пара. Принцип действия не меняется в зависимости от того, установлена ли в приборе крыльчатка или турбина; разница только в том, что ось вращения крыльчатки находится перпендикулярно движению потока, а турбины – параллельно потоку жидкости или газа.

Преимущества:

• Невысокая стоимость.
• Работают без источника питания.

Недостатки:

• Механические препятствия в сечении расходомера.
• Малый динамический диапазон.
• Неустойчивость измерений.
• Невысокая надежность.
• Примеси и посторонние предметы в воде влияют на результаты измерений.
• Небольшой срок эксплуатации.

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 #6 – мембранные счетчики

Патент на изготовление одного из самых распространенных приборов учета для измерения газа был выдан во второй половине девятнадцатого века на территории Англии.

Принцип действия механического расходомера основан на изменении положения подвижных камерных мембран в момент поступления газа. Поочередное перемещение осуществляется во время впуска и выпуска вещества.

Счетное устройство приводит в действие система редуктора и рычагов. Механизмы обладают широким диапазоном значений для измерений – до 1:100.

Тип #7 – ротационные приборы

В устройстве механического типа в измерительной камере расположены два ротора, которые начинают двигаться под напором вещества. Вращающиеся детали расположены под прямым углом друг к другу, их начальное местонахождение фиксируется с помощью колес-синхронизаторов.

Количество газа пропорционально числу оборотов роторов. С помощью магнитной муфты и редуктора вращение ротора передается на счетное устройство, отвечающее за накопление объема прошедшего вещества.

К основным достоинствам ротационных расходомеров можно отнести высокую точность измерения, компактность прибора, широкий диапазон измерений расходов. Среди недостатков выделяют шумность механизма, его высокую стоимость, чувствительность к внешним факторам, в том числе загрязнению.

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.

Ультразвуковой расходомер газа

Поскольку он главный герой, на ультразвуковом приборе-счетчике необходимо остановиться отдельно. Это позволит познакомиться с элементами устройства, с принципом его работы, оценить достоинства и слабые сторону кандидата.

Ультразвуковой расходомер газа: сферы применения

Эти устройства применяют для научных исследований, а также используют в различных отраслях промышленности. Примеры:

Есть максимально удобный вид ультразвуковых расходомеров. Это приборы с накладными датчиками. Такое оборудование позволяет проводить экспресс анализы на трубопроводах без остановки движения топлива или теплоносителя.

Ультразвуковые расходомеры

Достоинством ультразвуковых расходомеров является их наибольшая перспективность в коммерческом учете газа. Ранее их применение сдерживалось высокой стоимостью изготовления и недостаточной надежностью электронного блока. Однако в настоящее время с развитием микроэлектроники данный недостаток постоянно уменьшается.

Приборы этого типа не имеют ни подвижных частей, ни частей, выступающих в поток. Соответственно, они практически не создают дополнительных потерь напора и могут потенциально иметь весьма высокую надежность. Также они могут обеспечивать измерения в широком диапазоне изменения расхода газа и быть энергонезависимыми, т. е. в течение длительного времени работать от встроенного автономного источника питания.

Недостатком является необходимость применения многолучевых ультразвуковых расходомеров (2-лучевых и более) с последующей обработкой информации по весьма сложной программе для того, чтобы практически исключить влияние искажений потока газа на точность измерения.

Электромагнитные конструкции

Данные приборы используются для измерения потока электропроводящих жидкостей. Работают электромагнитные устройства по закону электромагнитной индукции (Фарадея). В проводнике, пересекающем линию электромагнитного поля, появляется электродвижущая сила.

Ее значение пропорционально скорости движения потока. Направление тока — перпендикулярно движению проводника. Прибор измеряет расход, фиксируя напряжение, возникающее между двумя электродами. Недостаток — повышенные требования к жидкости: она не должна иметь токопроводящие, магнитные включения.

Плюсы:

Стабильная работа этих устройств — одна из важнейших характеристик, благодаря которой электромагнитные расходомеры относятся к одному из самых популярных видов измерительных приборов.

Это только главные конкуренты, которые есть у ультразвуковых приборов. Еще существует оптическое, поршневое, парциальное, тепловое, мембранное (диафрагменное), струйное, калориметрическое, ионизационное, винтовое и поплавковое (расходомеры переменного перепада давления) измерительное оборудование.

Список этот неполный, его можно, но не очень нужно, продолжать: многие из приведенных конструкций предназначаются не для бытового использования.

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.