Kaip ir kokiu būdu matuojamas dujų srautas: matavimo metodai + visų tipų dujų srauto matuoklių apžvalga

Srauto matuoklis – prietaisas medžiagos tūriui arba masės srautui matuoti, įskaitant gamtines dujas, degiąsias, ėsdinančias dujas, oro atskyrimo produktus. Srauto apimčių skaičiavimas pramonės įmonėse ar kasdieniame gyvenime gali būti atliekamas be specialistų įtraukimo.

Toliau papasakosime, kaip ir kokiais kiekiais matuojamos dujos, pateiksime šiam tikslui naudojamų prietaisų aprašymą, taip pat apsvarstysime pagrindinius dujų srauto nustatymo metodus.

Tiesioginis dujų suvartojimo matavimo metodas

Dujų tūris skaičiuojamas kubiniais metrais, kiti masės vienetai, tokie kaip tonos ar kilogramai, dažniausiai naudojami technologinėms dujoms.

Tiesioginis metodas yra vienintelis metodas, leidžiantis tiesiogiai išmatuoti praeinančių dujų tūrį.

Prietaisų, apskaičiuojančių medžiagos tūrinį arba masės srautą, trūkumai yra šie:

1. Ribotas srauto matuoklių veikimas užterštomis dujomis.
2. Didelė gedimo tikimybė dėl dalinio srauto obstrukcijos arba pneumatinio smūgio.
3. Didelė rotacinių skaitiklių kaina, palyginti su kitais įrenginiais.
4. Dideli prietaisų matmenys.

Daugybė šio metodo privalumų nusveria išvardytus trūkumus, todėl jis tapo labiausiai paplitęs pagal sumontuotų skaitiklių skaičių.

Naudodami srauto matuoklį galite apskaičiuoti medžiagos tūrį arba masę per laiko vienetą. Montavimas ant nuožulnios dujotiekio dalies sumažins matavimo paklaidą

Tai apima tiesioginį dujų tūrio matavimą, priklausomybės nuo srauto greičio grafiko iškraipymų nebuvimą tiek įleidimo, tiek išleidimo angoje, o tai leidžia sumažinti UUG. Diapazono plotis yra iki 1:100. Šiuo tikslu naudojami membraniniai ir sukamieji įtaisai. Juos galima naudoti patalpose, kuriose įrengti impulsinio tipo katilai.

Netiesioginiai matavimo metodai

Šie metodai apima, pavyzdžiui, medžiagos tekėjimo per tam tikrą skerspjūvio plotą greitį. Norint gauti tiksliausius rezultatus, būtina išlyginti dujų greitį.

Dujų srauto matavimas pagal slėgio skirtumą

Vienas iš labiausiai paplitusių ir ištirtų dujų srauto metodų, pagrįstas ribojimo įtaiso naudojimu, turi keletą privalumų, įskaitant srauto keitiklio mechanizmo paprastumą, kurio veikimo tikslas yra išmatuoti medžiagos, tekančios per vamzdį, slėgio kritimą. vietinis apribojimas dujotiekyje. Nereikia atlikti jokių skaičiavimų srauto matuoklis stovi.

Nepaisant to, kad yra visa mokslinė ir techninė bazė, šis matavimo metodas turi keletą reikšmingų trūkumų - nedidelį matavimo diapazoną, kuris, net atsižvelgiant į kelių diapazonų slėgio jutiklius, neviršija 1:10.

Standartiniai kūginiai įtaisai gaminami naudojant specialią technologiją, kuriai keliami aukšti grubumo reikalavimai. Jie gali būti naudojami tik lygiuose vamzdynuose

Hidraulinis pasipriešinimas dujotiekiai padidinti jautrumą pokyčių tvarkaraščiuividutinis greitis išilgai srauto gylio arba pločio prie įėjimo į diafragmą.Tiesių atkarpų ilgis prieš siaurinimo įtaisus turi būti ne mažesnis kaip 10 vamzdžio konstrukcijos DN skersmenų.

Didelės spartos sąnaudų nustatymo metodas

Šiam metodui naudojami turbinos tipo keitikliai. Šie įrenginiai turi keletą privalumų, įskaitant mažą dydį ir svorį bei prieinamą kainą savo kategorijoje.

Šie prietaisai nėra jautrūs pneumatiniams smūgiams. Srauto matavimo verčių diapazonas yra iki 1:30, o tai žymiai viršija tą patį ribojimo įtaisų rodiklį.

TPR turbinos srauto keitiklis gali būti naudojamas aplinkoje, kurios temperatūra yra nuo minus 200 iki +200 °C, jei įrenginys sumontuotas neagresyviems ir vienfaziams kriogeniniams skysčiams. Agresyviems skysčiams indikatorius bus nuo minus 60 iki +50 °C

Trūkumai – jautrumas, nors ir nežymus, srauto iškraipymams įrenginio įleidimo ir išleidimo angose, pulsuojančių dujų srautų matavimo rezultatų nuokrypis. Esant mažam srautui, nuo 8 iki 10 m³/h, srauto matuokliai neveikia.

Ultragarso matavimo metodas

Populiarėja akustiniai srauto matuokliai, matuojantys dujų kiekį, ypač komercinėje apskaitoje, išaugo tobulėjant mikroelektronikai. Akustiniai debitmačiai neturi judančių ar į srautą išsikišusių dalių, o tai žymiai padidina jų patikimumą.

Matavimas atliekamas plačiu verčių diapazonu, nes prietaisas gali ilgą laiką veikti iš įmontuoto maitinimo šaltinio. Buitiniai prietaisai neatitinka visų būtinų reikalavimų, nes norint išvengti dujų srauto iškraipymų įtakos skaičiavimo rezultatams, būtina naudoti tik kelių pluoštų ultragarsinius srauto matuoklius.

Srauto matuoklių klasifikavimas pagal veikimo principą

Srauto matuokliai skiriasi keliais parametrais, įskaitant slėgį, naudojamų dujų tipą ir temperatūros sąlygas. Prietaisas turėtų būti parenkamas atsižvelgiant į naudojimo sąlygas, taip pat į paskirtas užduotis.

Matavimo prietaisai susideda iš dalių, tokių kaip keitiklis, atsakingas už slėgio skirtumą, jungiamasis elementas ir manometras.

1 tipas – rašalinis savaiminis generatorius srauto matuokliai

Šio tipo srauto matuokliai, taip pat skirti matuoti gamtinių dujų srautą, turi keletą skiriamųjų savybių. Įrenginys yra padengtas neigiamu grįžtamuoju ryšiu, purkštukų jungčių dažnis priklauso nuo dujų srauto.

Reaktyvinių srauto matuoklių pagrindu pagaminti skaitikliai naudojami komercinei apskaitai be išankstinės ekspertizės.

1 — reaktyvinis elementas; 2 ir 3 - keitikliai; 4 - signalo izoliavimo įtaisas; 5 — galios antgalis; 6 - darbo kamera; 7 ir 8 - darbo kameros sienos; 9 - separatorius; 10 ir 11 — valdymo purkštukai; 12 ir 13 – priėmimo kanalai; 14 ir 15 - nutekėjimo kanalai; 16 ir 17 – grįžtamojo ryšio kanalai; 18 — galios antgalio išplėtimas; 19 — atbraila ant maitinimo antgalio

Srauto srauto matuoklis savaiminis generatorius tipas yra jautrus užsikimšimui; jo trūkumai taip pat apima konversijos kurso nestabilumą.

Šie įrenginiai turi panašių trūkumų kaip sūkuriniai įrenginiai:

• priklausomybė nuo greičio grafiko iškraipymo, jei jis naudojamas kartu su siaurinimo įtaisais;
• didžiuliai slėgio nuostoliai yra negrįžtami;
• pagrindinė srauto matuoklio dalis turi didžiulius matmenis;
• didelis konversijos kurso nestabilumas.

Privalumai savaiminis generatorius debitmačiai niekuo nesiskiria nuo sūkurinio įrenginio, išskyrus galimybę dirbti su užterštomis dujomis.Šie srauto matuokliai nebuvo plačiai naudojami komercinėje apskaitoje.

2 tipas – sūkuriniai srauto matuokliai-skaitikliai

Yra keletas įrenginių stipriųjų pusių, įskaitant matavimų tikslumą, jautrumo nešvarumams ir pneumatiniams smūgiams trūkumą, naudojimo paprastumą, taip pat prietaisas neturi judančių dalių.

Prietaisai gali atlaikyti sunkiausias išorines sąlygas, indikatorių tikslumas garantuojamas esant aplinkos temperatūrai iki 500 laipsnių Celsijaus, maksimalus slėgio lygis yra 30 MPa

Taip pat žinomi reikšmingi šio tipo srauto matuoklių naudojimo trūkumai – padidėjęs jautrumas mechaniniams virpesiams, slėgio praradimas. Vamzdžio skersmuo turėtų būti 15-30 cm.

3 tipas – ultragarsiniai srauto matuokliai

Prietaisas, taip pat žinomas kaip akustinis įrenginys, turi keletą neabejotinų pranašumų:

• hidraulinio pasipriešinimo trūkumas;
• prietaisas neturi judančių dalių, o tai padidina jo patikimumą;
• padidėjęs mechanizmo stiprumas;
• greitas veiksmas.

Šio tipo srauto matuoklis yra pagrįstas signalo eigos laiko skirtumo nustatymu.

Ultragarsinių srauto matuoklių veikimas nepriklauso nuo temperatūros, aplinkos slėgio, klampos ir elektros laidumo, o tai garantuoja gautų duomenų tikslumą

Ultragarsiniai jutikliai, esantys įstrižai vienas kito atžvilgiu, atlieka imtuvo ir emiterio funkcijas. Kelių kanalų naudojimas kompensuoja srauto profilio deformaciją.

4 tipas – būgno srauto matuokliai

Šios kategorijos prietaisai, kaip taisyklė, naudojami laboratoriniams tyrimams. Būgno sukimosi metu susidarantis slėgis priverčia sekcijas užpildyti dujomis ir vėliau ištuštinti.

Kad būgnų skaičiavimo mechanizmai veiktų pilnai (be impulsų generatoriaus), nuolatinio maitinimo šaltinio nereikia, o tai yra neabejotinas jų pranašumas.

Būgno apsisukimų skaičius proporcingas kubiniams dujų vienetams, indikatorius perduodamas į skaičiavimo konstrukcijos ciferblatą. Būgniniai debitmačiai turi didelį matavimo tikslumą.

5 tipas - levitacija prietaisai

Judanti tachometro įrenginio dalis sukasi guoliuose, greitis lygus tūriniam dujų srautui. Apvalaus judesio greitis antriniu keitikliu paverčiamas elektriniu signalu, rezultatai atsispindi indikatoriuje.

Levitacijos matavimo prietaisai veikia nuo -30 iki +50 laipsnių Celsijaus sąlygomis, reikšmių paklaida yra ± 1,5%

Levitacija Prietaisai yra paklausūs komerciniam gamtinių dujų suvartojimo apskaitymui, tiek buitinėms, tiek komunalinėms reikmėms.

6 tipas - membraniniai matuokliai

Vieno iš labiausiai paplitusių dujų apskaitos prietaisų gamybos patentas buvo išduotas XIX amžiaus antroje pusėje Anglijoje.

Mechaninio srauto matuoklio veikimo principas pagrįstas judančių kamerų membranų padėties pakeitimu dujų patekimo momentu. Pakaitinis judėjimas vyksta įleidžiant ir išleidžiant medžiagą.

Membraninis dujų srauto matuoklis gali būti sudarytas iš 2 arba 4 kamerų, priklausomai nuo matuojamos medžiagos tūrio ir konstrukcijos

Skaičiavimo įrenginį varo pavarų dėžių ir svirčių sistema. Mechanizmai turi platų matavimo verčių diapazoną - iki 1:100.

7 tipas - sukamieji įtaisai

Mechaninio tipo įrenginyje matavimo kameroje yra du rotoriai, kurie pradeda judėti esant medžiagos slėgiui.Besisukančios dalys yra viena kitos atžvilgiu stačiu kampu, pradinė jų vieta fiksuojama naudojant sinchronizatoriaus ratus.

Dujų kiekis yra proporcingas rotorių apsisukimų skaičiui. Magnetinės movos ir pavarų dėžės pagalba rotoriaus sukimasis perduodamas į skaičiavimo įrenginį, kuris yra atsakingas už praleidžiamos medžiagos tūrio kaupimą.

Rotacinis srauto matuoklis turi didelį pralaidumą ir yra naudojamas komunalinėse, vidutinio ir mažo tūrio dujų vartojimo įmonėse

Pagrindiniai rotacinių srauto matuoklių privalumai – didelis matavimo tikslumas, prietaiso kompaktiškumas, platus srauto matavimų spektras. Tarp trūkumų yra mechanizmo triukšmas, didelė kaina ir jautrumas išoriniams veiksniams, įskaitant taršą.

8 tipas – turbininiai srauto matuokliai

Mechaninio tipo įtaisas yra vamzdžio gabalo formos, debitmačio viduje yra turbina su velenu ir judančiomis atramomis. Maitinimo įtaisas juda, nes medžiaga praeina per matavimo kamerą.

Mechanizmo judėjimo greitis yra lygus srauto greičiui ir dujų suvartojimui. Sukauptas tūris atsispindi skaičiavimo mechanizme, perdavimas į jį atliekamas mechaniškai naudojant pavarų dėžę arba pavarų sistemą.

Turbininį matuoklį galima naudoti tik su švariomis raketinėmis medžiagomis – dujomis, skysčiu ar garais suspensijoje, jei jose nėra kietųjų dalelių.

Be išvardytų, yra ir kitų prietaisų, tačiau jie, kaip taisyklė, naudojami moksliniuose tyrimuose. Jie praktiškai nedalyvauja komercinėje sferoje.

Taip pat rekomenduojame perskaityti kitą mūsų straipsnį, kuriame mes išsamiai kalbėjome apie tai, kaip pasirinkti dujų skaitiklį jūsų namams. Daugiau informacijos – eikite į nuoroda.

Prietaisai dujų kiekiams matuoti

Dujų srauto matavimo prietaisai pagal skaičiavimo metodą skirstomi į kelias kategorijas. Tiriamos terpės tūriniam skaičiui nustatyti naudojami greitieji. Šie prietaisai neturi matavimo kamerų. Jautrioji dalis yra sparnuotė (tangentinė arba ašinė), kurią į sukimąsi varo medžiagos srautas.

Tūriniai matuokliai mažiau priklauso nuo gaminio tipo. Jų trūkumai yra dizaino sudėtingumas, didelė kaina ir įspūdingi matmenys. Prietaisas susideda iš kelių matavimo kamerų ir yra sudėtingesnės konstrukcijos. Šio tipo įrenginiai skirstomi į kelis tipus – stūmoklius, ašmenis, pavaras.

Yra žinoma ir kita dujų kiekio matuoklių klasifikacija, kuri apima trijų tipų prietaisus: sukamąjį, būgninį ir vožtuvą.

Rotoriniai skaitikliai turi didelį pralaidumą. Jų veikimas pagrįstas prietaiso viduje esančių ašmenų apsisukimų skaičiaus apskaičiavimu, indikatorius atitinka dujų tūrį. Pagrindiniai jų privalumai – ilgaamžiškumas, nepriklausomybė nuo elektros, padidėjęs atsparumas trumpalaikėms perkrovoms.

Būgniniai dujų skaitikliai veikia poslinkio principu. Neatsižvelgiama į tokius pataisos rodiklius kaip temperatūra, dujų sudėtis ir drėgmės lygis

Būgnų skaitikliai susideda iš korpuso, skaičiavimo mechanizmo ir būgno su matavimo kameromis. Dujų suvartojimo matavimo prietaiso veikimo principas yra nustatyti būgno, kuris sukasi dėl slėgio skirtumo, apsisukimų skaičių. Nepaisant skaičiavimų tikslumo, tokio tipo instrumentai nebuvo plačiai naudojami dėl didelių gabaritų.

Paskutinio tipo skaitiklių, žinomų kaip vožtuviniai skaitikliai, veikimo principas pagrįstas judančios pertvaros judėjimu, kurį veikia medžiagos slėgio skirtumas. Įrenginys susideda iš kelių dalių – skaičiavimo ir dujų paskirstymo mechanizmo bei korpuso. Jis turi didelius matmenis, todėl dažniausiai naudojamas kasdieniame gyvenime.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Kaip veikia sūkuriniai dujų srauto matuokliai, bus aptarta šiame vaizdo įraše:

Dujų srauto matavimas yra viena iš pagrindinių gamybos užduočių. Srauto matuoklių rinka siūlo daugybę skirtingų konstrukcijų ir veikimo principų įrenginių, kurie taip pat tinka buitiniams poreikiams. Jų pagalba galite nustatyti beveik bet kokį skysčio ar dujų kiekį, nereikalaujant specialaus kalibravimo standarto įrengimo.

Galite papildyti mūsų medžiagą įdomia informacija straipsnio tema, užduoti klausimus ar dalyvauti diskusijoje. Palikite savo komentarus žemiau esančiame bloke.