Jak a v čem se měří průtok plynu: metody měření + přehled všech typů plynoměrů

Průtokoměr je zařízení pro měření objemového nebo hmotnostního průtoku látky, včetně zemního plynu, hořlavých, agresivních plynů, produktů pro oddělení vzduchu. Výpočet objemů průtoku v průmyslových podnicích nebo doma lze provést bez zapojení odborníků.

Dále popíšeme, jak a v jakém plynu se měří, uvedeme popis zařízení, která se k tomuto účelu používají, a také vezmeme v úvahu hlavní metody pro stanovení průtoku plynu.

Přímá metoda měření spotřeby plynu

Objem plynu se počítá v metrech krychlových, méně běžně používané jsou jiné jednotky hmotnosti, jako jsou tuny nebo kilogramy, obvykle pro procesní plyny.

Přímá metoda je jediná metoda, která poskytuje přímé měření objemu plynu protékajícího.

Mezi slabá místa zařízení, která počítají objemový nebo hmotnostní průtok látky, patří:

1. Omezená funkčnost průtokoměrů v prostředí znečištěného plynu.
2. Existuje vysoká pravděpodobnost selhání v důsledku částečného zablokování toku nebo pneumatického šoku.
3. Vysoké náklady na rotační čítače ve srovnání s jinými zařízeními.
4. Velké rozměry zařízení.

Četné výhody této metody překrývají uvedené nevýhody, díky čemuž také získaly největší distribuci v počtu nainstalovaných čítačů.

Pomocí průtokoměru můžete vypočítat objem nebo hmotnost látky za jednotku času. Instalace na nakloněné části potrubí sníží chybu měření

Mezi nimi - přímé měření objemu plynu, absence závislosti na zkreslení grafu průtoku, jak na vstupu, tak na výstupu, což snižujeUGG. Šířka rozsahu je až 1: 100. K tomuto účelu se používají membránová a rotační zařízení. Mohou být použity v místnostech s instalovanými impulsními kotli.

Metody nepřímého měření

Tyto metody zahrnují například výpočet průtoku látky danou průřezovou oblastí. K dosažení co nejpřesnějších výsledků je nutné vyrovnat rychlost plynu.

Měření průtoku plynu s diferenciálním tlakem

Jedna z nejběžnějších a studovaných metod proudění plynu, založená na použití zúžovacího zařízení, má několik výhod, včetně jednoduchosti mechanismu snímače toku, jehož činnost je zaměřena na měření tlakové ztráty látky protékající lokálním zúžením v plynovodním potrubí. Nevyžadují se žádné výpočty průtokoměry stojí.

Navzdory dostupnosti úplné vědecké a technické základny má tato metoda měření několik významných nevýhod - malý rozsah měření, který i při zohlednění vícelimitních tlakových senzorů nepřekračuje hodnotu 1:10.

Standardní kuželovitá zařízení jsou vyráběna speciální technologií s vysokými požadavky na drsnost. Jejich použití je povoleno výhradně na hladkých potrubích.

Hydraulický odpor v plynovody zvýšit citlivost na změny harmonogramu vstřední rychlosti v hloubce nebo šířce proudu u vstupu do bránice. Délka přímých sekcí před zužujícími se zařízeními by měla být alespoň 10 průměrů trubkové konstrukce.

Metoda rychlé kalkulace

Pro tuto metodu se používají měniče turbin. Tato zařízení mají několik výhod, včetně malých rozměrů a hmotnosti, cenově dostupné ceny ve své kategorii.

Tato zařízení nejsou citlivá na pneumatické rázy. Rozsah hodnot měření průtoku je až do 1:30, což významně překračuje stejný ukazatel pro zužující se zařízení.

Převodník TPR turbíny lze použít v prostředí při teplotě minus 200 až +200 ° C, pokud je zařízení instalováno pro neagresivní a jednofázové kryogenní kapaliny. U agresivních kapalin bude indikátor od mínus 60 do +50 ° C

Nevýhody zahrnují citlivost, byť nevýznamnou, na zkreslení toku na vstupu a výstupu zařízení a odchylku výsledků měření toků pulzujícího plynu. Při nízkých nákladech v rozmezí 8 až 10 m³/ h, průtokoměry nefungují.

Ultrazvuková metoda měření

Popularita akustických průtokoměrů, které měří množství plynu, zejména v komerčním účetnictví, rostl s rozvojem mikroelektroniky. V akustických průtokoměrech nejsou žádné pohyblivé části ani části vyčnívající do proudu, což výrazně zvyšuje jejich spolehlivost.

Měření se provádí v širokém rozmezí hodnot díky schopnosti zařízení pracovat po dlouhou dobu ze zabudovaného zdroje energie. Domácí zařízení nesplňují všechny potřebné požadavky, protože k tomu, aby se zabránilo vlivu zkreslení toku plynu na výsledky výpočtu, je nutné použít výhradně více paprskové ultrazvukové průtokoměry.

Klasifikace průtokoměrů podle principu působení

Průtokoměry se liší několika způsoby, včetně tlaku, typu použitého plynu a teplotních podmínek. Vyberte zařízení v závislosti na podmínkách použití a na úkolech.

Měřicí přístroje se skládají z částí, jako je převodník zodpovědný za pokles tlaku, spojovací prvek a manometr.

Type # 1 - Inkjet automatické generování průtokoměry

Průtokoměr tohoto typu, který je rovněž určen k měření průtoku zemního plynu, má několik charakteristických charakteristik. Zařízení je pokryto negativní zpětnou vazbou, frekvence připojení tryskáním závisí na průtoku plynu.

Počitadla vydaná na základě průtokoměrů se používají pro komerční účetnictví bez předběžného ověření.

1 - inkoustový prvek; 2 a 3 - převodníky; 4 - zařízení pro extrakci signálu; 5 - elektrická tryska; 6 - pracovní komora; 7 a 8 - stěny pracovní komory; 9 - separátor; 10 a 11 - řídicí trysky; 12 a 13 - přijímací kanály; 14 a 15 - vypouštěcí kanály; 16 a 17 - kanály zpětné vazby; 18 - rozšíření výkonové trysky; 19 - římsa na výkonové trysce

Průtokoměr automatický generátor typ podléhá ucpávání, mezi jeho nevýhody patří také nestabilita indikátoru konverze.

Tato zařízení mají podobné nevýhody jako vířivá zařízení:

• Závislost na zkreslení grafu rychlosti za předpokladu, že se používá ve spojení se zužujícími se nástroji;
• masivní tlakové ztráty jsou nevratné;
• hlavní část průtokoměru má obrovské rozměry;
• významná nestabilita konverzního poměru.

Výhodyautomatický generátor průtokoměr se neliší od vířivého zařízení, s výjimkou schopnosti pracovat s kontaminovanými plyny. Tyto průtokoměry nenašli širokou praktickou aplikaci v komerčním účetnictví.

Type # 2 - Vortex Flow Meters

Existuje několik silných stránek zařízení, včetně přesnosti měření, nedostatečné citlivosti na kontaminaci a pneumatického šoku, snadnosti obsluhy, zařízení také postrádá pohyblivé části.

Zařízení odolávají nejnáročnějším vnějším podmínkám, přesnost indikátorů je zaručena při okolní teplotě až 500 stupňů Celsia, maximální úroveň tlaku je 30 MPa

Jsou také známy významné nevýhody použití tohoto typu průtokoměrů - zvýšená citlivost na mechanické vibrace, čerpání tlaku. Průměr potrubí měl by být v rozmezí 15-30 cm.

Typ # 3 - Ultrazvukové průtokoměry

Zařízení, také známé jako akustické, má několik nepopiratelných výhod:

• nedostatek hydraulického odporu;
• zařízení nemá žádné pohyblivé části, což zvyšuje jeho spolehlivost;
• zvýšená pevnost mechanismu;
• rychlá akce.

Průtokoměr tohoto typu je založen na stanovení rozdílu v době cestování signálu.

Provoz ultrazvukových průtokoměrů je nezávislý na teplotě, okolním tlaku, viskozitě a elektrické vodivosti, což zaručuje přesnost údajů

Ultrazvukové senzory umístěné diagonálně vůči sobě navzájem slouží jako přijímač a emitor. Použití několika kanálů kompenzuje deformaci profilu toku.

Typ # 4 - Bubnové průtokoměry

Tato kategorie zařízení se zpravidla používá pro laboratorní výzkum. Tlak, ke kterému dochází při rotaci bubnu, vede k naplnění sekce plynem a jejich následnému vyprázdnění.

Pro plnohodnotnou činnost mechanismů počítání bubnů (bez generátoru impulzů) není nutný stálý zdroj energie, což je jejich nespornou výhodou

Počet otáček bubnu je úměrný kubickým jednotkám plynu, indikátor je přenášen do číselníku návrhu počítání. Průtokoměry bubnů mají vysokou přesnost měření.

Typ # 5 - levitace zařízení

Pohyblivá část otáčkoměru se otáčí v ložiscích, rychlost je stejná jako objemový průtok plynu. Převod rychlosti kruhového pohybu na elektrický signál se provádí pomocí sekundárního převodníku, výsledky se projeví na ukazateli.

Levitační měřicí zařízení pracují v podmínkách od -30 do +50 stupňů Celsia, chyba hodnot je v rozmezí ± 1,5%

Levitace zařízení jsou v komerčním měření spotřeby zemního plynu požadována jak pro domácí, tak pro komunální účely.

Typ # 6 - Membránové čítače

V druhé polovině devatenáctého století v Anglii byl udělen patent na výrobu jednoho z nejběžnějších měřicích zařízení pro měření plynu.

Princip činnosti mechanického průtokoměru je založen na změně polohy membrán pohyblivých komor v okamžiku vstupu plynu. Během vstupu a výstupu látky se provádí alternativní pohyb.

Membránový měřič průtoku plynu se může skládat ze 2 nebo 4 komor, v závislosti na objemu měřené látky a provedení

Počítací zařízení pohání převodový systém a páky. Mechanismy mají širokou škálu hodnot pro měření - až do 1: 100.

Typ # 7 - Rotační spotřebiče

V mechanickém zařízení jsou v měřicí komoře umístěny dva rotory, které se začínají pohybovat pod tlakem látky. Rotující části jsou umístěny vzájemně kolmo, jejich počáteční umístění je fixováno pomocí synchronizačních kol.

Množství plynu je úměrné počtu otáček rotorů. S pomocí magnetické spojky a převodovky se rotace rotoru přenáší do počítacího zařízení zodpovědného za akumulaci objemu procházející látky.

Rotační průtokoměr má velkou kapacitu, používá se ve veřejných službách, středních a malých objemech spotřeby plynu

Mezi hlavní výhody rotačních průtokoměrů patří vysoká přesnost měření, kompaktnost zařízení, široký rozsah měření průtoku. Mezi nevýhody patří hluk mechanismu, jeho vysoká cena, citlivost na vnější faktory, včetně znečištění.

Typ # 8 - Turbínové průtokoměry

Mechanické zařízení má tvar trubkového segmentu, uvnitř průtokoměru je umístěna turbína s hřídelí a pohyblivými podpěrami. Výkonové zařízení se pohybuje kvůli látce procházející měřicí komorou.

Rychlost mechanismu se rovná průtoku a průtoku plynu. Nahromaděný objem se odráží na počítacím mechanismu, převod do něj se provádí mechanicky pomocí převodovky, převodového systému.

Měřič turbíny lze použít pouze s čistými pohonnými hmotami - plynem, kapalinou nebo parami v suspenzi, pokud neobsahují pevné částice

Kromě výše uvedeného existují i ​​jiná zařízení, ale obvykle se používají ve vědeckém výzkumu. V komerční sféře nejsou prakticky zapojeni.

Doporučujeme také, abyste si přečetli náš další článek, kde jsme podrobně hovořili o tom, jak vybrat plynoměr pro domácnost. Více podrobností - přejděte na odkaz.

Zařízení pro měření množství plynu

Zařízení pro měření průtoku plynu podle metody výpočtu jsou rozdělena do několika kategorií. Vysokorychlostní se používají ke stanovení objemového objemu studovaného média. Tato zařízení nemají měřící komory. Citlivá část je oběžné kolo (tangenciální nebo axiální), což způsobuje rotaci toku hmoty.

Objemové měřiče jsou méně závislé na typu produktu. Mezi jejich nevýhody patří složitost designu, vysoká cena a působivé rozměry. Zařízení se skládá z několika měřících komor, má složitější konstrukci. Tento typ zařízení je rozdělen do několika typů - píst, čepel, ozubené kolo.

Je známa jiná klasifikace měřičů množství plynu, která zahrnuje tři typy zařízení: rotační, bubnové a ventilové.

Rotační měřiče mají vysoký výkon.Jejich působení je založeno na výpočtu počtu otáček lopatek uvnitř zařízení, indikátor odpovídá objemu plynu. Mezi jejich hlavní výhody patří dlouhověkost, nezávislost na elektřině a zvýšená odolnost vůči krátkodobému přetížení.

Bubnové plynoměry pracují na principu výtlaku. Ukazatele korekce, jako je teplota, složení plynu a úroveň vlhkosti, se neberou v úvahu

Počitadla bubnů se skládají z pouzdra, počítacího mechanismu a bubnu s měřicími komorami. Princip činnosti zařízení pro měření spotřeby plynu je stanovení počtu otáček bubnu, který se otáčí v důsledku tlakového rozdílu. Navzdory přesnosti výpočtů, tento typ zařízení nenalezl široké uplatnění kvůli jeho rozměrné velikosti.

Princip činnosti posledně uvedených typů měřičů, známých jako ventilové měřiče, je založen na pohybu pohyblivé přepážky, která je ovlivněna tlakovým rozdílem látky. Zařízení se skládá z několika částí - počítacího a distribučního mechanismu, jakož i z pouzdra. Má velké rozměry, proto se používá hlavně v každodenním životě.

Závěry a užitečné video na toto téma

Jak fungují průtokoměry vířivých plynů, bude diskutováno v následujícím videu:

Měření průtoku plynu je jedním z klíčových úkolů ve výrobě. Na trhu průtokoměrů je k dispozici velké množství zařízení s různými konstrukcemi a provozními principy, které jsou také vhodné pro domácí potřeby. S jejich pomocí můžete určit téměř jakékoli množství kapaliny nebo plynu, aniž byste museli instalovat speciální kalibrační model.

Náš materiál můžete doplnit zajímavými informacemi k tématu článku, položit otázky zájmu nebo se zapojit do diskuse. Nechte své komentáře v poli níže.