Kako i na koji način se mjeri protok plina: metode mjerenja + pregled svih vrsta mjerača protoka plina
Mjerač protoka je uređaj za mjerenje volumena ili masenog protoka tvari, uključujući prirodni plin, zapaljive, korozivne plinove, proizvode za odvajanje zraka. Izračun volumena protoka u industrijskim poduzećima ili u svakodnevnom životu može se izvesti bez uključivanja stručnjaka.
Zatim ćemo vam reći kako i u kojim količinama se mjeri plin, dati opis instrumenata koji se koriste u tu svrhu, a također ćemo razmotriti glavne metode određivanja protoka plina.
Sadržaj članka:
Izravna metoda mjerenja potrošnje plina
Volumen plina izračunava se u kubičnim metrima; druge jedinice mase, poput tona ili kilograma, rjeđe se koriste, obično za procesne plinove.
Izravna metoda je jedina metoda koja omogućuje izravno mjerenje volumena plina koji prolazi.
Slabosti instrumenata koji izračunavaju volumetrijski ili maseni protok tvari uključuju:
- Ograničena izvedba mjerača protoka u uvjetima kontaminiranog plina.
- Postoji velika vjerojatnost kvara zbog djelomičnog začepljenja protoka ili pneumatskog udara.
- Visoka cijena rotacijskih brojača u usporedbi s drugim uređajima.
- Velike dimenzije uređaja.
Brojne prednosti ove metode nadmašuju navedene nedostatke, zbog čega je postala najraširenija po broju ugrađenih brojila.
To uključuje izravno mjerenje volumena plina, odsutnost ovisnosti o izobličenjima u grafu protoka, kako na ulazu tako i na izlazu, što omogućuje smanjenje UUG. Širina raspona je do 1:100. U tu svrhu koriste se membranski i rotacijski uređaji. Mogu se koristiti u prostorijama s instaliranim pulsnim kotlovima.
Neizravne metode mjerenja
Ove metode uključuju izračunavanje, na primjer, brzine protoka tvari kroz određeno područje poprečnog presjeka. Za što točnije rezultate potrebno je izjednačiti brzinu plina.
Mjerenje protoka plina diferencijalnim tlakom
Jedna od najčešćih i proučavanih metoda protoka plina, koja se temelji na upotrebi restrikcijskog uređaja, ima nekoliko prednosti, uključujući jednostavnost mehanizma pretvarača protoka, čije je djelovanje usmjereno na mjerenje pada tlaka tvari koja teče kroz lokalno ograničenje u plinovodu. Nisu potrebni izračuni mjerač protoka stoji.
Unatoč prisutnosti potpune znanstvene i tehničke baze, ova metoda mjerenja ima nekoliko značajnih nedostataka - mali raspon mjerenja, koji, čak i uzimajući u obzir senzore tlaka s više raspona, ne prelazi vrijednost od 1:10.
Hidraulički otpor u plinovodi povećati osjetljivost na raspored promjena uprosjek brzine po dubini ili širini toka na ulazu u dijafragmu.Duljina ravnih dionica ispred uređaja za suženje mora biti najmanje 10 promjera DN konstrukcije cijevi.
Brza metoda određivanja troškova
Za ovu metodu koriste se pretvarači turbinskog tipa. Ovi uređaji imaju nekoliko prednosti, uključujući malu veličinu i težinu te pristupačnu cijenu u svojoj kategoriji.
Ovi uređaji nisu osjetljivi na pneumatske udare. Raspon vrijednosti mjerenja protoka je do 1:30, što znatno premašuje isti pokazatelj za restrikcijske uređaje.
Nedostaci uključuju osjetljivost, iako beznačajnu, na izobličenja protoka na ulazu i izlazu iz uređaja, odstupanje rezultata mjerenja pulsirajućih protoka plina. Pri malim protokima, u rasponu od 8 do 10 m3/h, mjerači protoka ne rade.
Ultrazvučna metoda mjerenja
Popularnost akustičnih mjerača protoka, koji mjere količinu plina, posebno u komercijalnom računovodstvu, povećao se s razvojem mikroelektronike. Akustični mjerači protoka nemaju pomičnih dijelova niti dijelova koji strše u struju, što značajno povećava njihovu pouzdanost.
Mjerenje se provodi u širokom rasponu vrijednosti zbog mogućnosti dugotrajnog rada uređaja iz ugrađenog izvora napajanja. Domaći uređaji ne ispunjavaju sve potrebne zahtjeve, jer kako bi se izbjegao utjecaj izobličenja protoka plina na rezultate proračuna, potrebno je koristiti isključivo ultrazvučne mjerače protoka s više zraka.
Podjela mjerača protoka prema principu rada
Mjerači protoka razlikuju se po nekoliko parametara, uključujući tlak, vrstu korištenog plina i temperaturne uvjete. Uređaj treba odabrati ovisno o uvjetima uporabe, kao i dodijeljenim zadacima.
Mjerni instrumenti sastoje se od dijelova kao što su pretvarač koji je odgovoran za diferencijalni tlak, spojni element i manometar.
Tip #1 - inkjet samogenerator mjerači protoka
Ovaj tip mjerača protoka, također dizajniran za mjerenje protoka prirodnog plina, ima nekoliko karakterističnih karakteristika. Uređaj je pokriven negativnom povratnom spregom; učestalost spajanja mlaznica ovisi o protoku plina.
Mjerači proizvedeni na temelju mlaznih mjerača protoka koriste se za komercijalno računovodstvo bez prethodnog ispitivanja.
Mlazni mjerač protoka samogenerator vrsta je osjetljiva na začepljenje; njeni nedostaci također uključuju nestabilnost stope konverzije.
Ovi uređaji imaju slične nedostatke kao vortex uređaji:
- ovisnost o iskrivljenju grafikona brzine, pod uvjetom da se koristi zajedno s uređajima za sužavanje;
- veliki gubici tlaka su nepovratni;
- glavni dio mjerača protoka ima ogromne dimenzije;
- značajna nestabilnost stope konverzije.
Prednosti samogenerator mjerači protoka se ne razlikuju od vrtložnog uređaja, osim po mogućnosti rada s kontaminiranim plinovima.Ovi mjerači protoka nisu našli široku praktičnu primjenu u komercijalnom računovodstvu.
Tip #2 - vrtložni mjerači protoka-brojači
Postoji nekoliko prednosti uređaja, uključujući točnost mjerenja, nedostatak osjetljivosti na prljavštinu i pneumatske udare, jednostavnost rada, a uređaj također nema pokretnih dijelova.
Poznati su i značajni nedostaci korištenja ove vrste mjerača protoka - povećana osjetljivost na mehaničke vibracije, gubitak tlaka. Promjer cijevi treba biti u rasponu od 15-30 cm.
Tip #3 - ultrazvučni mjerači protoka
Uređaj, također poznat kao akustični uređaj, ima nekoliko neporecivih prednosti:
- nedostatak hidrauličkog otpora;
- uređaj nema pokretnih dijelova, što povećava njegovu pouzdanost;
- povećana čvrstoća mehanizma;
- brzo djelovanje.
Ova vrsta mjerača protoka temelji se na određivanju razlike u vremenu putovanja signala.
Ultrazvučni senzori, smješteni dijagonalno jedan u odnosu na drugi, obavljaju funkcije prijemnika i odašiljača. Upotrebom više kanala kompenzira se deformacija profila protoka.
Tip #4 - bubanj za mjerenje protoka
Ova kategorija uređaja koristi se, u pravilu, za laboratorijska istraživanja. Tlak koji se stvara tijekom rotacije bubnja uzrokuje punjenje sekcija plinom i potom njihovo pražnjenje.
Broj okretaja bubnja proporcionalan je kubičnim jedinicama plina, indikator se prenosi na brojčanik strukture za brojanje. Bubanj za mjerenje protoka ima visoku točnost mjerenja.
Tip #5 - levitacija uređaja
Pokretni dio uređaja tahometra rotira u ležajevima, brzina je jednaka volumetrijskom protoku plina. Brzina kružnog gibanja pretvara se u električni signal pomoću sekundarnog pretvarača, rezultati se odražavaju na indikatoru.
Levitacija Uređaji su traženi za komercijalno mjerenje potrošnje prirodnog plina, kako za kućanstva tako i za komunalne potrebe.
Tip #6 - membranski mjerači
Patent za proizvodnju jednog od najčešćih uređaja za mjerenje plina izdan je u drugoj polovici devetnaestog stoljeća u Engleskoj.
Princip rada mehaničkog mjerača protoka temelji se na promjeni položaja pomičnih membrana komore u trenutku ulaska plina. Naizmjenično kretanje događa se tijekom ulaza i izlaza tvari.
Brojač se pokreće sustavom mjenjača i poluga. Mehanizmi imaju širok raspon mjernih vrijednosti - do 1:100.
Tip #7 - rotacijski uređaji
U uređaju mehaničkog tipa, dva rotora nalaze se u mjernoj komori, koji se počinju kretati pod pritiskom tvari.Rotirajući dijelovi nalaze se pod pravim kutom jedan prema drugom, njihov početni položaj je fiksiran pomoću kotača sinkronizatora.
Količina plina proporcionalna je broju okretaja rotora. Uz pomoć magnetske spojke i mjenjača, rotacija rotora prenosi se na uređaj za brojanje, koji je odgovoran za akumuliranje volumena propuštene tvari.
Glavne prednosti rotacijskih mjerača protoka su visoka točnost mjerenja, kompaktnost uređaja i širok raspon mjerenja protoka. Među nedostacima su buka mehanizma, njegova visoka cijena i osjetljivost na vanjske čimbenike, uključujući onečišćenje.
Tip #8 - turbinski mjerači protoka
Uređaj mehaničkog tipa ima oblik komada cijevi, unutar mjerača protoka nalazi se turbina s osovinom i pokretnim nosačima. Uređaj za napajanje se pomiče zbog prolaza tvari kroz mjernu komoru.
Brzina kretanja mehanizma jednaka je brzini protoka i potrošnji plina. Akumulirani volumen odražava se na mehanizmu za brojanje; prijenos na njega se vrši mehanički pomoću mjenjača ili sustava zupčanika.
Osim navedenih, postoje i drugi uređaji, ali se oni koriste, u pravilu, u znanstvenim istraživanjima. Oni praktički nisu uključeni u komercijalnu sferu.
Također preporučujemo čitanje našeg drugog članka, gdje smo detaljno govorili o tome kako odabrati plinomjer za vaš dom. Više detalja - idite na veza.
Instrumenti za mjerenje količine plina
Uređaji za mjerenje protoka plina dijele se u nekoliko kategorija na temelju načina proračuna. Brzinske se koriste za određivanje volumetrijskog broja medija koji se proučava. Ovi uređaji nemaju mjerne komore. Osjetljivi dio je impeler (tangencijalni ili aksijalni), koji se pokreće u rotaciju strujanjem tvari.
Volumetrijski mjerači manje ovise o vrsti proizvoda. Njihovi nedostaci uključuju složenost dizajna, visoku cijenu i impresivne dimenzije. Uređaj se sastoji od nekoliko mjernih komora i ima složeniji dizajn. Ova vrsta uređaja podijeljena je u nekoliko vrsta - klip, oštrica, zupčanik.
Poznata je još jedna klasifikacija mjerača količine plina, koja uključuje tri vrste uređaja: rotacijski, bubanj i ventil.
Rotacijski mjerači imaju visoku propusnost. Njihovo djelovanje temelji se na izračunavanju broja okretaja lopatica unutar uređaja, indikator odgovara volumenu plina. Njihove glavne prednosti su trajnost, neovisnost o struji i povećana otpornost na kratkotrajna preopterećenja.
Bubanj brojača sastoji se od kućišta, mehanizma za brojanje i bubnja s mjernim komorama. Princip rada uređaja za mjerenje potrošnje plina je određivanje broja okretaja bubnja, koji se okreće zbog razlike tlaka. Unatoč točnosti izračuna, ova vrsta instrumenta nije našla široku upotrebu zbog svoje glomazne veličine.
Princip rada posljednjeg tipa mjerača, poznatih kao ventilski mjerači, temelji se na kretanju pomične pregrade na koju djeluje razlika tlaka tvari. Uređaj se sastoji od nekoliko dijelova - mehanizma za brojanje i distribuciju plina, kao i kućišta. Ima velike dimenzije, pa se uglavnom koristi u svakodnevnom životu.
Zaključci i koristan video na tu temu
Kako rade vrtložni mjerači protoka plina bit će objašnjeno u sljedećem videu:
Mjerenje protoka plina jedan je od ključnih zadataka u proizvodnji. Tržište mjerača protoka nudi ogroman broj uređaja s različitim dizajnom i principima rada koji su također prikladni za domaće potrebe. Uz njihovu pomoć možete odrediti gotovo bilo koju količinu tekućine ili plina, bez potrebe za posebnom kalibracijskom standardnom instalacijom.
Naš materijal možete nadopuniti zanimljivim informacijama o temi članka, postavljati pitanja ili sudjelovati u raspravi. Ostavite svoje komentare u bloku ispod.
