Come e in cosa viene misurato il flusso di gas: metodi di misurazione + panoramica di tutti i tipi di flussometri di gas

Un misuratore di portata è un dispositivo per misurare la portata volumetrica o di massa di una sostanza, inclusi gas naturale, combustibili, gas aggressivi, prodotti per la separazione dell'aria. Il calcolo dei volumi di flusso nelle imprese industriali o in casa può essere eseguito senza il coinvolgimento di specialisti.

Successivamente, descriveremo come e in quale gas viene misurato, daremo una descrizione dei dispositivi utilizzati a tale scopo e considereremo anche i metodi principali per determinare il flusso di gas.

Metodo diretto di misurazione del consumo di gas

Il volume di gas viene calcolato in metri cubi, meno comunemente utilizzati sono altre unità di massa, come tonnellate o chilogrammi, solitamente per i gas di processo.

Il metodo diretto è l'unico metodo che fornisce la misurazione diretta del volume di gas che passa attraverso.

I punti deboli dei dispositivi che calcolano la portata volumetrica o di massa di una sostanza includono:

1. La limitata operatività dei misuratori di portata in un ambiente con gas inquinato.
2. Esiste un'alta probabilità di guasto a causa del blocco parziale del flusso o dello shock pneumatico.
3. Elevato costo dei contatori rotanti rispetto ad altri dispositivi.
4. Grandi dimensioni dei dispositivi.

Numerosi vantaggi di questo metodo si sovrappongono agli svantaggi elencati, grazie ai quali ha anche ottenuto la maggiore distribuzione nel numero di contatori installati.

Utilizzando un flussimetro, è possibile calcolare il volume o la massa di una sostanza per unità di tempo. L'installazione su una sezione inclinata della tubazione ridurrà l'errore di misurazione

Tra questi: una misurazione diretta del volume del gas, l'assenza di dipendenza dalla distorsione del grafico della portata, sia in entrata che in uscita, che riduceUUG. La larghezza dell'intervallo è fino a 1: 100. A tale scopo vengono utilizzati dispositivi a membrana e rotativi. Possono essere utilizzati in locali con caldaie a impulsi installate.

Metodi di misurazione indiretta

Questi metodi includono il calcolo, ad esempio, della portata di una sostanza attraverso una data area della sezione trasversale. Per ottenere i risultati più accurati, è necessario equalizzare la velocità del gas.

Misura del flusso di gas a pressione differenziale

Uno dei metodi più comuni e studiati del flusso di gas, basato sull'uso di un dispositivo di restringimento, presenta numerosi vantaggi, tra cui la semplicità del meccanismo del trasduttore di flusso, la cui azione è volta a misurare la caduta di pressione di una sostanza che fluisce attraverso una costrizione locale in un gasdotto. Nessun calcolo richiesto misuratori di portata stand.

Nonostante la disponibilità di una base scientifica e tecnica completa, questo metodo di misurazione presenta numerosi svantaggi significativi: un piccolo intervallo di misurazione, che anche tenendo conto dei sensori di pressione multi-limite, non supera il valore 1:10.

I dispositivi di affusolamento standard sono fabbricati utilizzando una tecnologia speciale, con elevati requisiti di rugosità. Il loro uso è consentito esclusivamente su tubazioni lisce.

Resistenza idraulica in gasdotti aumentare la sensibilità per programmare i cambiamenti insrednennyh accelera in profondità o larghezza del flusso all'ingresso del diaframma. La lunghezza delle sezioni diritte davanti ai dispositivi di restringimento dovrebbe essere di almeno 10 diametri della struttura del tubo.

Metodo di determinazione dei costi rapido

I convertitori di turbina sono utilizzati per questo metodo. Questi dispositivi presentano numerosi vantaggi, tra cui dimensioni e peso ridotti, un prezzo accessibile nella loro categoria.

Questi dispositivi non sono sensibili agli shock pneumatici. L'intervallo dei valori di misurazione del flusso è fino a 1:30, che supera in modo significativo lo stesso indicatore per i dispositivi di restringimento.

Il trasduttore di flusso della turbina TPR può essere utilizzato in un ambiente a una temperatura compresa tra meno 200 e +200 ° C, se il dispositivo è installato per liquidi criogenici non aggressivi e monofase. Per fluidi aggressivi, l'indicatore sarà compreso tra meno 60 e +50 ° C

Gli svantaggi includono la sensibilità, sebbene insignificante, alle distorsioni del flusso all'ingresso e all'uscita del dispositivo e la deviazione dei risultati della misurazione dei flussi di gas pulsante. A basso costo, nell'intervallo da 8 a 10 m³/ h, i flussometri non sono operativi.

Metodo di misurazione ad ultrasuoni

La popolarità dei misuratori di portata acustici che misurano la quantità di gas, soprattutto nella contabilità commerciale, è cresciuto con lo sviluppo della microelettronica. Nei misuratori di portata acustici non ci sono parti mobili, così come le parti che sporgono nel flusso, il che aumenta significativamente la loro affidabilità.

La misurazione viene eseguita in una vasta gamma di valori grazie alla capacità del dispositivo di funzionare a lungo dalla fonte di alimentazione integrata. I dispositivi domestici non soddisfano tutti i requisiti necessari, poiché al fine di evitare l'influenza delle distorsioni del flusso di gas sui risultati del calcolo, è necessario utilizzare esclusivamente misuratori di portata a ultrasuoni multiraggio.

Classificazione dei flussometri secondo il principio di azione

I flussometri differiscono in diversi modi, tra cui pressione, tipo di gas utilizzato e condizioni di temperatura. Scegli un dispositivo in base alle condizioni d'uso e alle attività.

Gli strumenti di misura sono costituiti da parti quali un trasduttore responsabile della caduta di pressione, l'elemento di collegamento e il manometro.

Tipo # 1 - Inkjet autogenerating misuratori di portata

Un misuratore di portata di questo tipo, progettato anche per misurare il flusso di gas naturale, presenta diverse caratteristiche distintive. Il dispositivo è coperto da feedback negativi, la frequenza delle connessioni del getto dipende dal flusso di gas.

I contatori emessi sulla base di misuratori di portata a getto vengono utilizzati per la contabilità commerciale senza esame preliminare.

1 - elemento a getto d'inchiostro; 2 e 3 - convertitori; 4 - dispositivo di estrazione del segnale; 5 - ugello di potenza; 6 - una camera di lavoro; 7 e 8 - pareti della camera di lavoro; 9 - separatore; 10 e 11 - ugelli di controllo; 12 e 13 - canali di ricezione; 14 e 15 - canali di scarico; 16 e 17 - canali di feedback; 18 - espansione dell'ugello di potenza; 19 - sporgenza sull'ugello di potenza

Misuratore di portata a getto generatore automatico il tipo è soggetto ad intasamento, tra i suoi svantaggi c'è anche l'instabilità dell'indicatore di conversione.

Questi dispositivi presentano svantaggi simili ai dispositivi a vortice:

• Dipendenza dalla distorsione del grafico della velocità, a condizione che sia utilizzato insieme a strumenti di restringimento;
• enormi perdite di carico sono irreversibili;
• la parte principale del misuratore di portata ha dimensioni enormi;
• significativa instabilità del tasso di conversione.

dignitàgeneratore automatico il flussimetro non differisce dal dispositivo a vortice, ad eccezione della capacità di lavorare con gas contaminati. Questi misuratori di portata non hanno trovato ampia applicazione pratica nella contabilità commerciale.

Tipo # 2 - Misuratori di portata a vortice

Esistono diversi punti di forza dei dispositivi, tra cui l'accuratezza delle misurazioni, la mancanza di sensibilità alla contaminazione e agli urti pneumatici, facilità d'uso, il dispositivo manca anche di parti mobili.

I dispositivi resistono alle condizioni esterne più difficili, l'accuratezza degli indicatori è garantita a una temperatura ambiente fino a 500 gradi Celsius, il livello di pressione massima è di 30 MPa

Sono noti anche svantaggi significativi dell'utilizzo di questo tipo di flussometri: maggiore sensibilità alle vibrazioni meccaniche, assorbimento di pressione. Diametro del tubo dovrebbe essere nell'intervallo di 15-30 cm.

Tipo # 3 - Misuratori di portata ad ultrasuoni

Il dispositivo, noto anche come acustico, presenta numerosi vantaggi innegabili:

• mancanza di resistenza idraulica;
• il dispositivo non ha parti mobili, il che migliora la sua affidabilità;
• maggiore forza del meccanismo;
• azione rapida.

Un misuratore di portata di questo tipo si basa sulla determinazione della differenza nel tempo di viaggio del segnale.

Il funzionamento dei misuratori di portata a ultrasuoni è indipendente da temperatura, pressione ambiente, viscosità e conducibilità elettrica, che garantisce l'accuratezza dei dati

I sensori a ultrasuoni, situati in diagonale l'uno rispetto all'altro, fungono da ricevitore ed emettitore. L'uso di più canali compensa la deformazione del profilo di flusso.

Tipo # 4 - Misuratori di portata a tamburo

Questa categoria di dispositivi viene utilizzata, di regola, per la ricerca di laboratorio. La pressione che si verifica durante la rotazione del tamburo, porta a riempire la sezione di gas e al loro successivo svuotamento.

Per il funzionamento completo dei meccanismi di conteggio dei tamburi (senza generatore di impulsi), non è necessaria un'alimentazione costante, che è il loro indiscutibile vantaggio

Il numero di giri del tamburo è proporzionale alle unità cubiche di gas, l'indicatore viene trasmesso al quadrante del disegno di conteggio. I flussometri a tamburo hanno un'elevata precisione di misurazione.

Tipo # 5 - levitazione dispositivi

La parte mobile del dispositivo contagiri ruota nei cuscinetti, la velocità è uguale al flusso di gas volumetrico. La conversione della velocità del movimento circolare in un segnale elettrico viene effettuata utilizzando un convertitore secondario, i risultati si riflettono sull'indicatore.

I dispositivi di misurazione della levitazione funzionano in condizioni da -30 a +50 gradi Celsius, l'errore dei valori è nell'intervallo di ± 1,5%

levitazione i dispositivi sono richiesti nella misurazione commerciale del consumo di gas naturale, sia per scopi domestici che comunali.

Tipo # 6 - Contatori di membrane

Un brevetto per la fabbricazione di uno dei più comuni dispositivi di misurazione per la misurazione del gas fu concesso nella seconda metà del diciannovesimo secolo in Inghilterra.

Il principio di funzionamento di un flussimetro meccanico si basa su un cambiamento nella posizione delle membrane mobili della camera al momento dell'entrata del gas. Il movimento alternativo viene effettuato durante l'ingresso e l'uscita della sostanza.

Il misuratore di portata del gas a membrana può essere costituito da 2 o 4 camere, a seconda dei volumi della sostanza misurata e del design

Il dispositivo di calcolo guida il sistema di ingranaggi e le leve. I meccanismi hanno una vasta gamma di valori per le misurazioni - fino a 1: 100.

Tipo # 7 - Apparecchi rotanti

Nel dispositivo di tipo meccanico, due rotori sono situati nella camera di misurazione, che iniziano a muoversi sotto la pressione della sostanza. Le parti rotanti sono posizionate ad angolo retto l'una rispetto all'altra, la loro posizione iniziale è fissata usando le ruote del sincronizzatore.

La quantità di gas è proporzionale al numero di giri dei rotori. Con l'aiuto di un accoppiamento magnetico e un cambio, la rotazione del rotore viene trasmessa a un dispositivo di conteggio responsabile dell'accumulo del volume della sostanza passata.

Il misuratore di portata rotativo ha una grande capacità, è utilizzato in utenze, volumi medi e piccoli di consumo di gas

I principali vantaggi dei misuratori di portata rotativi includono elevata precisione di misurazione, compattezza del dispositivo, un'ampia gamma di misurazioni del flusso. Tra gli svantaggi ci sono il rumore del meccanismo, i suoi costi elevati, la sensibilità a fattori esterni, incluso l'inquinamento.

Tipo # 8 - Misuratori di portata a turbina

Il dispositivo di tipo meccanico ha la forma di un segmento di tubo, una turbina con un albero e supporti mobili è posizionata all'interno del misuratore di portata. Il dispositivo di potenza si sposta a causa del passaggio della sostanza attraverso la camera di misurazione.

La velocità del meccanismo è uguale alla portata e al flusso di gas. Il volume accumulato si riflette sul meccanismo di conteggio, il trasferimento ad esso viene effettuato meccanicamente utilizzando un cambio, un sistema di ingranaggi.

Il misuratore di turbina può essere utilizzato solo con propellenti puliti - gas, liquido o vapore in sospensione, a condizione che non contengano particelle solide

Oltre a quanto sopra, ci sono altri dispositivi, ma sono usati, di regola, nella ricerca scientifica. Nella sfera commerciale, non sono praticamente coinvolti.

Ti consigliamo anche di leggere il nostro altro articolo, in cui abbiamo parlato in dettaglio di come scegliere un contatore del gas per la casa. Maggiori dettagli - vai a il link.

Dispositivi per misurare la quantità di gas

I dispositivi per misurare il flusso di gas con il metodo di calcolo sono divisi in diverse categorie. Quelli ad alta velocità vengono utilizzati per determinare il numero di volume del mezzo in studio. Questi dispositivi non hanno camere di misurazione. La parte sensibile è girante (tangenziale o assiale), che provoca la rotazione del flusso di materia.

I misuratori volumetrici dipendono meno dal tipo di prodotto. I loro svantaggi includono la complessità del design, il prezzo elevato e le dimensioni impressionanti. Il dispositivo è composto da più camere di misurazione, ha un design più complesso. Questo tipo di dispositivi è suddiviso in diversi tipi: pistone, lama, ingranaggio.

È nota un'altra classificazione dei misuratori di quantità di gas, che comprende tre tipi di dispositivi: rotativo, tamburo e valvola.

I contatori rotanti hanno un rendimento elevato.La loro azione si basa sul calcolo del numero di giri delle pale all'interno del dispositivo, l'indicatore corrisponde al volume di gas. I loro principali vantaggi includono la longevità, l'indipendenza dall'elettricità e una maggiore resistenza ai sovraccarichi a breve termine.

I contatori del gas a tamburo funzionano secondo il principio dello spostamento. Gli indicatori di correzione quali temperatura, composizione del gas e livello di umidità non vengono presi in considerazione

I contatori di fusti sono costituiti da un alloggiamento, un meccanismo di conteggio e un tamburo con camere di misurazione. Il principio di funzionamento del dispositivo per misurare il consumo di gas è determinare il numero di giri del tamburo, che ruota a causa della differenza di pressione. Nonostante la precisione dei calcoli, questo tipo di dispositivo non ha trovato ampia applicazione a causa delle sue dimensioni ingombranti.

Il principio di funzionamento di quest'ultimo tipo di contatori, noto come contalitri, si basa sul movimento della partizione mobile, che è influenzata dalla differenza di pressione della sostanza. Il dispositivo è composto da più parti: un meccanismo di conteggio e distribuzione del gas, nonché un alloggiamento. Ha grandi dimensioni, quindi viene utilizzato principalmente nella vita di tutti i giorni.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il funzionamento dei misuratori di portata per gas a vortice verrà discusso nel seguente video:

La misurazione del flusso di gas è uno dei compiti chiave nella produzione. Un numero enorme di dispositivi con vari design e principi operativi sono disponibili sul mercato dei misuratori di portata, adatti anche per le esigenze domestiche. Con il loro aiuto, è possibile determinare qualsiasi quantità di liquido o gas, senza la necessità di un'installazione di modello di calibrazione speciale.

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