Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Содержание
  1. Методы коммерческого учета газа и пара
  2. 1. Метод переменного перепада давлений на базе типовых сужающих устройств (СУ: диафрагмы, сопла)
  3. Как и в чем измеряется расход газа: методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров
  4. Прямой метод измерения использования газа
  5. Косвенные методы измерения
  6. Классификация расходомеров по принципу действия
  7. Приборы чтобы провести измерения количества газа
  8. Выводы и полезное видео по теме
  9. О применимости разных методов измерения расхода для коммерческого учёта газа
  10. Как подобрать расходомер газа?
  11. Вид газа
  12. Давление
  13. Температура
  14. Примерный расход
  15. Вариант монтажа
  16. Трубопроводный диаметр
  17. Снятие данных. Наличие монитора и вид выходного сигнала
  18. Введение, Сравнительный анализ методов и средств измерения расхода газа, Методы измерения расхода газа и его количества
  19. Виды приборов — расходомеры и квантометры
  20. Виды приборов — расходомеры и квантометры

Методы коммерческого учета газа и пара

Увеличился расход газа Находим причину

В этом разделе представлен обзор главных методов и возможностей измерения расхода газа и пара (в том числе для коммерческого учета), а еще приведено короткое описание и сравнение минусов и плюсов расходомеров с рекомендациями по их выбору:
1. Метод переменного перепада давлений на базе типовых сужающих устройств -«СУ»:
диафрагмы, сопла, подключенные к дифманометрам-расходомерам (в т. ч. на пар)
2. Объемный метод измерения на базе мембранных и ротационных преобразователей расхода
3. Скоростной метод измерения на базе турбинных преобразователей расхода
4. Вихревой метод (Вихревые расходомеры, в т.ч. на пар)
5. Ультразвуковой метод (Ультразвуковые (звуковые) расходомеры, в т.ч. на пар)
6. Струйный метод (Струйные автогенераторные расходомеры, в т.ч. на пар)
7. Кориолисовый метод (Кориолисовые массовые расходомеры)
8. Термоанемометрический метод (Термоанемометрические (тепловые) расходомеры)
9. Сравнительный анализ методов измерения расхода газа и видов расходомеров. Выводы и советы.
Также советуем познакомиться с разделом Методы контроля и измерения жидкостного расхода (воды, носителя тепла и др.)

1. Метод переменного перепада давлений на базе типовых сужающих устройств (СУ: диафрагмы, сопла)


Положительные качества метода:
К плюсам расходомеров необходимо отнести простоту конструкции преобразователя расхода и возможность поверки бес проливным методом , т. е. при отсутствии расходомерных стендов. Эта возможность вызвана наличием самой полной научно-технической, в том числе стандартизованной информации по этому методу измерения.
Минусы метода:
Минусами считаются, во-первых, небольшой диапазон измерения (раньше не превышающий значения 1:3, а на данный момент, с возникновением многопредельных интеллектуальных датчиков давления, увеличившийся до 1:10).
Второе, высокая чувствительность к неравномерности эпюры скоростей потока при входе в СУ (диафрагму) , обусловленной наличием в подводящем и/или отводящем трубопроводах гидравлических сопротивлений (арматуры запорной, регуляторов, фильтров, колен и т. д.). Это обстоятельство определяет необходимость наличия перед указанными СУ прямых участков длиной не менее 10 диаметров условного прохода (Ду) трубопровода.

Во многих случаях, к примеру во время установки СУ после гидравлических сопротивлений, например как неполностью открытый вентиль, прямой участок перед СУ может достигать длины 50 Ду и более).

2. Объемный метод измерения на базе мембранных и ротационных преобразователей расхода


Минусами расходомеров являются ограниченная трудоспособность на загрязненном газе , возможность неполадки при резких пневмоударах и выборочное перекрытие газопровода при неисправности , связанной, к примеру, с заклиниванием роторов ротационного газового счетчика, относительно большие размеры, а еще стоимость (для ротационных газовых счетчиков больших типоразмеров) если сравнивать с устройствами остальных типов.
Основным положительным качеством, неоднократно перекрывающим минусы и сделавшим этот способ измерения достаточно популярным по количеству установленных приборов, считается то, что это единственный метод, обеспечивающий прямое, а не косвенное измерение объема проходящего газа . По мимо этого, хотелось бы выделить полную нечувствительность к любым искажениям эпюр скоростей потока при входе и выходе, что дает возможность отказаться от прямых участков и резко уменьшить размеры узла учета газа УУГ), а еще даст вам возможность обеспечения самых больших диапазонов измерения — до 1:100 и более. Газовые счетчики этого типа замечательно подходят для случаев учета газа при его циклическом потреблении, к примеру, котлами с импульсным режимом горения.

3. Скоростной метод измерения на базе турбинных преобразователей расхода


Положительными качествами расходомеров являются небольшие размеры и вес , сравнительно невысокие стоимость и нечувствительность к пневмоударам , а еще существенный диапазон измерения расхода (до 1:30), который значительно превышает подобный критерий для СУ.
К минусам необходимо отнести определенную чувствительность к искажениям потока при входе и выходе расходомера (хотя в актуальных приборах требования к длинам прямых участков до и после прибора очень маленькие и составляют, исходя из этого, всего 2 и 1 Ду), неработоспособность на малых расходах — менее 8 — 10 м3/ч, а еще очень высокую погрешность при измерении пульсирующих потоков газа.

Впрочем самым основным положительным качеством расходомеров объемного и скоростного типа считается стабильность коэффициента изменения в самом большом диапазоне числа Рейнольдса Re потока газа. Это связано с тем, что все выпускаются как у нас в государстве, так и в мире газовые счетчики калибруются на воздухе при нулевом избыточном давлении, тогда как работают на газе при абсолютно остальных значениях давления.
Обеспечить достоверную сходимость показаний для данных 2-ух случаев может быть только, если расходомер с самого начала имеет стабильный показатель изменения, т. е. постоянное отношение его естественного выходного сигнала к проходящему через прибор расходу воздуха или газа. Допустим, для турбинного или ротационного газового счетчика (после нужных сокращений) данный показатель изменения определяется как численность оборотов турбинки или роторов, подходящее прохождению единицы объема газа.
Соперники могут возразить, что так как в узле учета газа помимо объемного расхода все равно нужно померить температуру и газовое давление, то даже при отсутствии нужной стабильности коэффициента изменения у прибора всегда есть возможность при проведении его калибровки линеаризовать его статическую характеристику. А при переходе к настоящим эксплуатационным условиям также внести подходящие корректировки, рассчитав число Re для любого случая измерения.

Тем более что современная микроэлектроника дает возможность решать и более неразрешимые задачи при сравнительно небольших затратах.
На самом деле, вышеописанную задачу решить принципиально можно, но следует полностью выразить ее условия, а этого пока не получается. А дело все в том, что при течении газа по трубопроводу, а тем более при его расширении или сжатии (что имеет место, к примеру, при повороте трубопровода или обтекании потоком каких-нибудь преград), имеют место непростые аэро- и термодинамические процессы. Исходя из этого, зависят они не только от величины числа Re, но и от значений остальных аэро- и термодинамических показателей, например, чисел Струхаля St, Нусельта Nu, Фруда Fr.

А для проведения корректировки с учетом данных значений, во-первых, отсутствует нужный испытательный материал, а второе, для их определения как минимум необходима постоянная информация о составе газа, которая в вариантах установки учетных приборов газа у потребителей отсутствует.

4. Вихревые расходомеры


Несомненными положительными качествами вихревых расходомеров считаются их нечувствительность к пневмоударам и возможность работы на загрязнившихся газах .
К минусам относятся очень высокая чувствительность к искажениям эпюры скоростей потока (приблизительно аналогичная, как и у типовых сужающих устройств (СУ)) и относительно большие невозвратимые потери напора , связанные с интенсивным вихреобразованием при обтекании потоком плохо обтекаемого тела (как говорят иначе тела обтекания). Также, если узел съема сигнала расходомера термоанемометрический, прибор становится энергозависимым, а если он сделан с применением пьезоэлектрических элементов, появляются очень большие проблемы с обеспечением помехозащищенности если есть наличие внешних механических вибрации газопровода.
Самым большим недостатком вихревых расходомеров считается неудовлетворительная стабильность коэффициента изменения в нужном диапазоне изменения расхода газа, что практически не дает возможность советовать приборы этого типа для коммерческого учета газа без подготовительной калибровки изделия конкретно в эксплуатационных условиях или очень близких к ним.

5. Ультразвуковой метод (Ультразвуковые (звуковые) расходомеры, в т.ч. на пар)


Положительным качеством ультразвуковых расходомеров считается их самая большая перспективность в коммерческом учете газа . Раньше их использование сдерживалось большой ценой изготовления и недостаточной надежностью электронного блока. Но сейчас с появлением микроэлектроники этот недостаток регулярно уменьшается.

Приборы данного типа не имеют ни подвижных частей, ни частей, выступающих в поток. Исходя из этого, они почти не делают дополнительных потерь напора и могут потенциально иметь очень большую надежность.

Также они способны обеспечивать измерения в большом диапазоне изменения расхода газа и быть энергонезависимыми , т. е. в течение долгого времени работать от встроенного независимого источника питания.
Минусом является необходимость использования многолучевых ультразвуковых расходомеров (2-лучевых и более) с дальнейшей обработкой информации по очень сложной программе для того, чтобы фактически убрать влияние искажений потока газа на точность измерения. К несчастью, выпускаются в РФ ультразвуковые газовые счетчики по совокупности собственных параметров пока не отвечают всем предъявляемым требованиям к приборам коммерческого учета газа и, исходя из этого, могут найти очень ограниченное использование.

6. Струйные автогенераторные расходомеры


Струйный автогенераторный метод имеет смысл рассмотреть более детально, т. к. на данный момент газовые счетчики, сделанные на базе расходомеров этого типа, без нужной метрологической экспертизы начали активно использоваться для коммерческого учета газа. Расходомер собой представляет бистабильный струйный компонент, охваченный негативными обратными связями, сделанными в виде пневматических каналов, объединяющих выходные каналы струйного элемента с одноимёнными каналами управления (левый — с левым, правый — с правым). Если есть наличие расхода газа через сопло питания струйного элемента его струйка попадает в один из выходных каналов и делает в нем высокое давление, которое через подходящий канал обратной связи подается в одноимённый канал управления и переключает струю, выходящую из канала питания, в иное хорошое положение.

Потом процесс переключения струйки повторяется. Частота переключений пропорциональна расходу газа через сопло питания струйного элемента.

Подобным образом, в этом методе измерения имеет место создание аэродинамического генератора колебаний с частотой, гармоничной расходу газа.
Струйному автогенераторному расходомеру характерны те же минусы, которыми обладает вихревой расходомер, а конкретно: большие невозвратимые потери напора и очень высокая чувствительность к искажениям эпюры скоростей потока (в варианте его использования в комплекте с СУ). Впрочем, к большому сожалению, есть и дополнительные минусы.
Во-первых, струйный компонент (основа этого прибора) имеет очень внушительные размеры в отношении к величине измеряемого расхода. Благодаря этому он, с одной стороны, может использоваться только в качестве парциального расходомера, через который идет несущественная часть проходящего через измерительное сечение расхода газа (а это неизбежно понижает правдивость измерений), а со второй, намного больше, чем вихревой расходомер, подвергается засорению (т. е. не обладает одним из самых главных преимуществ вихревого расходомера).
Второе, нестабильность коэффициента изменения у этого прибора намного больше, чем у вихревого расходомера. Так, к примеру, при испытаниях одного из видов струйного расходомера было обнаружено, что изменение коэффициента изменения у разных модификаций прибора находится в диапазоне 14,5-18,5 % при изменении расхода через прибор в диапазоне не больше 1-5.
Положительные качества у струйного автогенераторного расходомера те же, что и у вихревого, кроме работоспособности на загрязнившихся газах. Они используются взамен датчиков перепада давлений на расходомерах переменного перепада. Принципиально это дает возможность сделать шире диапазон измерения последнего.

Впрочем выделенные минусы навряд ли дают возможность рассчитывать на серьезное внедрение этого способа для коммерческого учета газа.

7. Кориолисовые расходомеры


Кориолисовые расходомеры считаются одними из самых точных .
Кориолисовые Р. активно используются для коммерческого учета жидкостей и сжатых газов. Наиболее типовое место использования в газовой промышленности — учет количества газа, отпускаемого на автомобильные газонакопительные компрессорные станции.

В данном варианте газ сжат до давления приблизительно в 20 МПа (200 бар) и имеет плотность, достаточную для использования этого способа.
Минусами кориолисовых массовых расходомеров являются большая масса и размеры конструкции, относительно большая цена, а еще влияние внешней механической вибрации на показания прибора.
Кориолисовые расходомеры выпускаются многими ведущими изготовителями расходомерной техники (правда по большей части иностранными), но показательных случаев использования для учета газа в сетях невысокого и среднего давления неизвестно.

8. Термоанемометрические (тепловые) расходомеры


Положительным качеством считается отсутствие подвижных частей и, исходя из этого, потенциально большая надежность работы в условиях пневмоударов, перегрузок и т. д.
Главный минус термоанемометрических расходомеров, относящиеся к классу тепловых, считается следствием их принципа действия. Они практически измеряют теплосъем с элемента нагрева, который (при популярной теплоемкости среды) определенно связан с массовым расходом. Подобным образом, приборы этого типа являются счетчиками массового расхода газа.

Это могло стать положительным качеством, если бы расчет за газ производился с оплатой за единицу массы. Однако у нас в государстве покупатель платит за объем газа, приведенный к нормальным условиям.

Исходя из этого, для перехода от массового расхода к расходу газа при нормальных условиях требуется указанный групповой расход поделить на плотность газа при нормальных условиях. Впрочем плотность зависит от состава газа, а ее изменения в течение не большого времени могут достигать 10 % и более . В то же время состав газа самим прибором не измеряется и может вноситься вручную не больше нескольких раз в день.

Благодаря этому эти приборы вообще тяжело отнести к приборам, подходящим для коммерческого учета газа.

9. Сравнительный анализ методов из измерения расхода газа и видов расходомеров.

Выводы и советы.

Проанализировав ситуацию на рынке приборов коммерческого учета газа, можно выразить такие выводы:
1. Главным критерием применимости методов измерения для коммерческого учета газа считается стабильность «естественного» (т. е. получаемого при калибровке без добавочной корректировки по температуре и давлению газа) коэффициента изменения по максимуму большом диапазоне изменения режимов направления газа в водопроводе.

Только это дает возможность с полным основанием делать калибровку и поверку учетных приборов газа на воздушных расходомерных стендах с дальнейшим распространением полученных результатов на ситуации измерения природного и прочих газов, в том числе при давлении и температуре, выделяющихся от условий калибровки или поверки.
2. Из появившихся в наше время новых методов измерения расхода для коммерческого учета газа невысокого и среднего давления потенциально используем только ультразвуковой метод измерения с преобразователями расхода в многолучевом исполнении.

3. Коммерческий учет газа в трубопроводах среднего и малого диаметров (Ду до 300 мм) при расходах газа до 6 000 м3/ч наиболее лучше делать с применением диафрагменных (мембранных), ротационных и турбинных счетчиков исходя из этого увеличению диаметров трубо-проводов и расхода газа.

4. Расходомеры переменного перепада правильнее использовать для коммерческого учета газа в газопроводах больших диаметров ( Ду более 400 мм), ограничивая если есть возможность диапазоны измерения расхода, к примеру, создавая «гребенки» параллельно установленных расходомеров и подключая / отключая подходящие каналы измерения при увеличении или снижении расхода газа через данный расходомерный узел.

Как и в чем измеряется расход газа: методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Расходомер – устройство чтобы провести измерения объемного или массового расхода вещества, включая сетевой газ, горючие, агрессивные газы, продукты деления воздуха. Вычисление объемов потока на фирмах сфере промышленности или в бытовых условиях можно выполнить не привлекая профессионалов.

Дальше мы расскажем как и в чем измеряется газ, приведем описание приборов которые применяются для данной цели, а еще рассмотрим важные методы определения расхода газа.

Прямой метод измерения использования газа

Объем газа вычисляют в кубических метрах, реже применяются иные единицы массы, например тонны или килограммы, в основном, для технологических газов.
Прямой метод – это единственный метод, обеспечивающий прямое измерение объема проходящего газа.

К плохим сторонам приборов, вычисляющих объемный или групповой расход вещества, относятся:

  1. Ограниченная трудоспособность расходомеров в условиях загрязненного газа.
  2. Есть большая вероятность неполадки в результате частичного перекрытия потока или пневматического удара.
  3. Большая цена ротационных счетчиков если сравнивать с другими устройствами.
  4. Большие размеры устройств.

Бесчисленные положительные качества такого способа перекрывают перечисленные минусы, вследствие чего и он и получил самое большое распространение по числу установленных счетчиков.

Как ЛЕГАЛЬНО уменьшить расход ГАЗА [ПОЯСНЕНИЕ]

В их числе – прямое измерение объема газа, отсутствие зависимости от искажений графика скоростей потока, как при входе, так и на выходе, что дает возможность уменьшить УУГ . Ширина диапазона составляет до 1:100.

Для данной цели используются приборы мембранного и ротационного типа. Они могут применяться в помещениях, с установленными котлами импульсного типа.

Косвенные методы измерения

Такие способы предполагают вычисление, например, скорости потока вещества через заданную площадь сечения. Для получения максимально точных результатов нужно поровнять скорость движения газа.

Измерение расхода газа по перепаду давлений

Один из очень популярных и изученных методов расхода газа, который основан на применении сужающего устройства, имеет пару положительных качеств, включая простоту механизма преобразователя расхода, действие которого направлено на измерение измения давления вещества, протекающего через районное сужение в газовом трубопроводе. Для выполнения расчетов не понадобятся расходомерные стенды.

Не обращая внимания на наличие полной научно-технической базы, такой способ измерения имеет пару серьёзных недостатков – маленькой диапазон измерения, который даже с учетом многопредельных датчиков давления, не превышает значение 1:10.

Гидравлические сопротивления в газовых трубопроводах увеличивают чувствительность к графику изменения у средненных скоростей по глубине или ширине потока при входе в диафрагму. Длина прямых участков перед сужающими устройствами должна составлять не менее 10 диаметров Ду строения из труб.

Скоростной метод определения затрат

Для такого способа применяются преобразователи турбинного типа. Данные приборы имеют несколько положительных качеств, включая маленькие размеры и вес, не высокую стоимость в собственной категории.
У данных устройств отсутствует чувствительность к пневматическим ударам.

Интервал значений измерения расхода составляет до 1:30, что значительно превосходит подобный критерий для сужающих устройств.

К минусам как правило относят чувствительность, хотя и несущественную, к искажениям потока при входе и выходе прибора, отклонение результатов измерений пульсирующих потоков газа. На маленьких расходах, в диапазоне от 8 до десяти метров 3 /ч, расходомеры неработоспособны.

Ультразвуковой метод измерения

Популярность звуковых расходомеров, благодаря которым измеряется кол-во газа, а именно в коммерческом учете, возросла с появлением микроэлектроники. В звуковых расходомерах отсутствуют двигающиеся части, а еще детали, выступающие в поток, что намного повышает их надежность.

Области применения датчиков — расходомеры

Измерение изготавливается в широком интервале значений из-за способности устройства долгое время работать от встроенного источника питания.

Отечественные приборы не отвечают всем предъявляемым требованиям, так как чтобы избежать влияния искажений потока газа на результаты расчетов приходится задействовать исключительно многолучевые ультразвуковые расходомеры.

Классификация расходомеров по принципу действия

Расходомеры выделяются по нескольким показателям, включая давление, вид применяемого газа, режим температур. Подбирать устройство необходимо в зависимости от условий использования, а еще установленных задач.

Приборы для измерений состоят из подобных частей, как преобразователь, отвечающий за перепад давления, объединяющего элемента и прибора для определения величины давления.

Вид #1 – струйные автогенераторные расходомеры

Расходомер данного типа, предназначенный также чтобы провести измерения расхода газа, имеет пару характерных параметров. Прибор охвачен негативными обратными связями, частота подключений струйки зависит от расхода газа.

Счетчики, выпущенные на основе струйных расходомеров, используются для коммерческого учета без подготовительной экспертизы.

Расходомер струйного автогенераторного типа подвергается засорению, в числе его минусов также нестабильность критерия изменения.
Данные приборы имеют схожие минусы с вихревыми устройствами:

  • зависимость от искажений графика скоростей, при условиях применения в комплекте с сужающими устройствами;
  • массовые потери напора невозвратимы;
  • главная составляющая расходомера имеет очень большие размеры;
  • существенная нестабильность критерия изменения.

Положительные качества автогенераторного расходомера не выделяются от вихревого устройства, кроме способности работать с загрязненными газами. Эти расходомеры не нашли широкого использования на практике в коммерческом учете.

Вид #2 – вихревые расходомеры-счетчики

Выделяют несколько хороших сторон приборов, включая точность проведенных измерений, отсутствие чувствительности к грязи и пневматическим ударам, простоту использования, в устройстве также отсутствуют двигающиеся части.

Известны и серьёзные недостатки применения данного типа расходомеров – очень высокая чувствительность к механическим колебаниям, просадка давления. Трубный диаметр должен пребывать в диапазоне 15-30 см.

Вид #3 – ультразвуковые расходомеры

Устройство, также знакомое как звуковое, имеет несколько бесспорных положительных качеств:

  • отсутствие сопротивления в плане гидравлики;
  • в приборе нет подвижных деталей, что увеличивает его надежность;
  • очень высокая прочность механизма;
  • быстрое действие.

Расходомер данного типа основывается на определении разницы во времени прохождения сигнала.

Ультразвуковые сенсоры, размещены диагонально по отношению друг к другу, выполняют функцию приемника и излучателя. Задействование нескольких каналов возмещает деформацию профиля потока.

Вид #4 – барабанные расходомеры

Эта категория устройств применяется, в основном, для проведения лабораторных исследований. Давление, возникающее при вращении барабана, приводит к наполнению секцию газом и их дальнейшему выпорожнению.

Численность оборотов барабана пропорционально кубическим единицам газа, критерий подается на циферблат счетной конструкции. Барабанные расходомеры обладают максимальной точностью измерения.

Вид #5 – левитационные устройства

Подвижная деталь тахометрического устройства крутится в подшипниках, скорость равняется объемному расходу газа. Превращение быстроты движения по кругу в электрический сигнал выполняется при помощи вторичного преобразователя, результаты отображаются на индикаторе.

Левитационные приборы популярны в коммерческом учете использования газа, как в бытовых, так и в коммунальных целях.

Вид #6 – мембранные счетчики

Патент на изготовление одного из наиболее популярных учетных приборов чтобы провести измерения газа был предоставлен во второй половине девятнадцатого столетия на территории Англии.

Газовый ультразвуковой расходомер с двойной конфигурацией Daniel серии 3410

Рабочий принцип механического расходомера построен на изменении положения подвижных камерных мембранных тканей в момент поступления газа.

Поочередное перемещение выполняется во время впуска и выпуска вещества.

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

Вид #7 – ротационные приборы

В устройстве механического типа в измерительной камере размещены два ротора, которые начинают двигаться под натиском вещества. Крутящиеся детали размещены под прямым углом друг к другу, их первое местонахождение крепится при помощи колес-синхронизаторов.

Кол-во газа пропорционально числу оборотов роторов. При помощи магнитной муфты и редуктора вращение ротора подается на счетное устройство, соответствующее за накопление объема прошедшего вещества.

К главным положительным качествам ротационных расходомеров можно отнести большую точность измерения, компактность прибора, большой диапазон измерений затрат. Из минусов выделяют шумность механизма, его дороговизну, чувствительность к факторам находящимся с внешней стороны, в том числе загрязнению.

Вид #8 – турбинные расходомеры

Прибор механического типа имеет форму сгона, в середине расходомера размещена турбина с валом и двигающимися опорами. Силовое устройство двигается за счёт вещества, проходящего через измерительную камеру.
Скорость движения механизма равняется скорости потока и расходу газа.

Собранный объем отражается на счетном механизме, передача на него выполняется механическим способом при помощи редуктора, системы шестеренок.

Кроме указанных, есть и иные устройства, но они применяются, в основном, в научных исследованиях. В коммерческой сфере они почти не использованы.
Советуем также прочитать иную нашу публикацию, где мы детально рассказали о том, как подобрать счетчик газа для дома.

Детальнее – переходите по ссылке.

Приборы чтобы провести измерения количества газа

Устройства чтобы провести измерения расхода газа по способу вычисления разделяют на пару категорий. Скоростные применяются для определения объемного числа исследуемой среды. В таких приборах отсутствуют измерительные камеры.

Чувствительной деталью выступает турбинка (тангенциальная или аксиальная), которую приводит во вращение поток вещества.
Объемные счетчики выделяются меньшей зависимостью от типа продукта.

К их минусам можно отнести сложность конструкции, большую цену и большие размеры. Устройство имеет несколько измерительных камер, отличается более трудной конструкцией. Разделяется данный тип приборов на несколько вариантов – поршневые, лопастные, шестеренчатые.

Известна и иная классификация счетчиков количества газа, которая включает три типа устройств: роторные, барабанные и клапанные.
Роторные счетчики обладают высокой пропускной способностью.

Их действие основано на вычислении количества оборотов лопастей в середине устройства, критерий отвечает объему газа. К ключевым их положительным качествам можно отнести долговечность, независимость от электрической энергии, очень высокую стойкость к непродолжительным перегрузкам.

Барабанные счетчики состоят из корпуса, счетного механизма и барабана с измерительными камерами. Рабочий принцип устройства чтобы провести измерения использования газа состоит в определении количества оборотов барабана, который крутится за счёт разности давления. Не обращая внимания на точность вычислений, данный тип приборов не отыскал широкого использования из-за причины собственных тяжелых размеров.

Рабочий принцип последнего типа счетчиков, известного как клапанный, основывается на перемещении подвижной перегородки, на которую действует разница давления вещества. Устройство состоит из нескольких частей – счетного и механизма газораспределения, а еще корпуса.

Имеет большие размеры, благодаря этому как правило применяются в быту.

Выводы и полезное видео по теме

О том как работают вихревые газовые расходомеры пойдёт речь в следующем видео обзоре:

Измерение расхода газа – одна из основных задач на производстве. На рынке расходомеров продемонстрировано большое количество устройств с разными конструкциями и принципами действия, которые подходят и для домашних потребностей.

При их помощи можно определить фактически любое кол-во жидкости или газа, при этом не понадобится специализированная поверочная идеальная установка.
Вы можете дополнить наш материал интересными сведениями по теме статьи, задать волнующие вопросы или принять участие в обсуждении.

Оставляйте собственные комментарии в размещенном ниже блоке.

О применимости разных методов измерения расхода для коммерческого учёта газа

Учет и контроль применения энергоносителей считается мощнейшим стимулом к их сбережению, и очень важная задача в этой области — обеспечение точности результатов измерений. Проанализируем существующие методы измерения объемов газа и сформулируем параметры, помогающие выбору благоприятного прибора для определенной ситуации.

Рассмотрим возможности использования расходомеров, разработанных на основе таких способов, для коммерческого учета газа.
Классически коммерческий учет газа построен на объемном и скоростном методах измерения объема газа, реализованных на базе диафрагменных (мембранных), ротационных и турбинных газовых счетчиков и измерительных комплексов на их основе.

В трубопроводах больших диаметров (в основном, от Ду =300 мм и более) используют метод переменного перепада давлений с применением типовых сужающих устройств (прежде всего — диафрагм) в комплексе с современными интеллектуальными преобразователями давления и разности давлений.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Рис. 1 Расходомер на базе сужающего устройства «ИРГА»
Одновременно предпринимаются Попытки выполнения новых методов измерения: вихревой, ультразвуковой, струйно-генераторный, кориолисовый и прочих.

В основном, новейшие разработки опираются на результаты современных исследований в области аэро-, термодинамики и электроники и ставят перед собой цель увеличение точности и увеличение диапазона измерения расхода газа, обеспечение работоспособности в большом диапазоне температур, на загрязненном газе, а еще в условиях пневмоударов и пульсаций газа. Анализу разных вариантов построения узлов коммерческого учета газа посвящены, например, работы [4, 5].

Необходимо учесть, что любой из указанных методов имеет собственные недостатки и собственные достоинства и выбор должен базироваться на результатах старательной метрологической экспертизы как самих методов измерения и реализующих их устройств, так и условий их калибровки и следующей эксплуатации.

Метод переменного перепада давлений на базе типовых сужающих устройств (СУ)

К плюсам расходомеров необходимо отнести простоту конструкции преобразователя расхода и возможность поверки беспроливным методом, т. е. при отсутствии расходомерных стендов. Эта возможность вызвана наличием самой полной научно-технической, в том числе стандартизованной информации по этому методу измерения.
Минусами считаются, во-первых, небольшой диапазон измерения (раньше не превышающий значения 1:3, а на данный момент, с возникновением многопредельных интеллектуальных датчиков давления, увеличившийся до 1:10).

Второе, высокая чувствительность к неравномерности эпюры скоростей потока при входе в СУ, обусловленной наличием в подводящем и/или отводящем трубопроводах гидравлических сопротивлений (арматуры запорной, колен и т. д.). Это обстоятельство определяет необходимость наличия перед указанными СУ прямых участков длиной не менее 10 диаметров условного прохода (Ду) трубопровода.

Во многих случаях, к примеру во время установки СУ после гидравлических сопротивлений, например как неполностью открытый вентиль, прямой участок перед СУ может достигать длины 50 Ду и более).

Объемный метод измерения на базе мембранных и ротационных преобразователей расхода

Минусами расходомеров являются ограниченная трудоспособность на загрязненном газе, возможность неполадки при резких пневмоударах и выборочное перекрытие газопровода при неисправности, связанной, к примеру, с заклиниванием роторов ротационного газового счетчика, относительно большие размеры, а еще стоимость (для ротационных газовых счетчиков больших типоразмеров) если сравнивать с устройствами остальных типов.
Основным положительным качеством, неоднократно перекрывающим минусы и сделавшим этот способ измерения достаточно популярным по количеству установленных приборов, считается то, что это единственный метод, обеспечивающий прямое, а не косвенное измерение объема проходящего газа. По мимо этого, хотелось бы выделить полную нечувствительность к любым искажениям эпюр скоростей потока при входе и выходе, что дает возможность отказаться от прямых участков и резко уменьшить размеры узла учета газа, а еще даст вам возможность обеспечения самых больших диапазонов измерения — до 1:100 и более.

Газовые счетчики этого типа замечательно подходят для случаев учета газа при его циклическом потреблении, к примеру, котлами с импульсным режимом горения.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Рис. 2 Диафрагменный газовый счетчик типа ВК (слева) и ротационный газовый счетчик типа RVG (с правой стороны).

Скоростной метод измерения на базе турбинных преобразователей расхода

Положительными качествами расходомеров являются небольшие размеры и вес, сравнительно невысокие стоимость и чувствительность к пневмоударам, а еще существенный диапазон измерения расхода (до 1:30), который значительно превышает подобный критерий для СУ. К минусам необходимо отнести определенную чувствительность к искажениям потока при входе и выходе расходомера (хотя в актуальных приборах требования к длинам прямых участков до и после прибора очень маленькие и составляют, исходя из этого, всего 2 и 1 Ду), неработоспособность на малых расходах — менее 8 — 10 м3/ч, а еще очень высокую погрешность при измерении пульсирующих потоков газа.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Рис. 3 Турбинный газовый счетчик типа TRZ

Однако самым основным положительным качеством расходомеров объемного и скоростного типа считается стабильность коэффициента изменения в самом большом диапазоне числа Рейнольдса Re потока газа. Это связано с тем, что все выпускаются как у нас в государстве, так и в мире газовые счетчики калибруются на воздухе при нулевом избыточном давлении, тогда как работают на газе при абсолютно остальных значениях давления.

Обеспечить достоверную сходимость показаний для данных 2-ух случаев может быть только, если расходомер с самого начала имеет стабильный показатель изменения, т. е. постоянное отношение его естественного выходного сигнала к проходящему через прибор расходу воздуха или газа. Допустим, для турбинного или ротационного газового счетчика (после нужных сокращений) данный показатель изменения определяется как численность оборотов турбинки или роторов, подходящее прохождению единицы объема газа.
Соперники могут возразить, что так как в узле учета газа помимо объемного расхода все равно нужно померить температуру и газовое давление, то даже при отсутствии нужной стабильности коэффициента изменения у прибора всегда есть возможность при проведении его калибровки линеаризовать его статическую характеристику.

А при переходе к настоящим эксплуатационным условиям также внести подходящие корректировки, рассчитав число Re для любого случая измерения. Тем более что современная микроэлектроника дает возможность решать и более неразрешимые задачи при сравнительно небольших затратах.

На самом деле, вышеописанную задачу решить принципиально можно, но следует полностью выразить ее условия, а этого пока не получается. А дело все в том, что при течении газа по трубопроводу, а тем более при его расширении или сжатии (что имеет место, к примеру, при повороте трубопровода или обтекании потоком каких-нибудь преград), имеют место непростые аэро- и термодинамические процессы.

Исходя из этого, зависят они не только от величины числа Re, но и от значений остальных аэро- и термодинамических показателей, например, чисел Струхаля St, Нусельта Nu, Фруда Fr. А для проведения корректировки с учетом данных значений, во-первых, отсутствует нужный испытательный материал, а второе, для их определения как минимум необходима постоянная информация о составе газа, которая в вариантах установки учетных приборов газа у потребителей отсутствует.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Вихревые расходомеры

Несомненными положительными качествами вихревых расходомеров считаются их нечувствительность к пневмоударам и возможность работы на загрязнившихся газах. К минусам относятся очень высокая чувствительность к искажениям эпюры скоростей потока (приблизительно аналогичная, как и у типовых сужающих устройств (СУ)) и относительно большие невозвратимые потери напора, которые связаны с интенсивным вихреобразованием при обтекании потоком плохо обтекаемого тела (как говорят иначе тела обтекания).

Также, если узел съема сигнала расходомера термоанемометрический, прибор становится энергозависимым, а если он сделан с применением пьезоэлектрических элементов, появляются очень большие проблемы с обеспечением помехозащищенности если есть наличие внешних механических вибрации газопровода.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Однако самым большим недостатком вихревых расходомеров считается неудовлетворительная стабильность коэффициента изменения в нужном диапазоне изменения расхода газа, что практически не дает возможность советовать приборы этого типа для коммерческого учета газа без подготовительной калибровки изделия конкретно в эксплуатационных условиях или очень близких к ним. Анализ этих проблем дан в [1].

Не просто так всемирно раскрученная фирма Endress + Hauser, являясь изготовителем вихревых расходомеров серии Prowirl, не рекомендует их использование в случаях, когда потребуется большая точность измерения [2].

Ультразвуковые расходомеры

Положительным качеством ультразвуковых расходомеров считается их самая большая перспективность в коммерческом учете газа. Раньше их использование сдерживалось большой ценой изготовления и недостаточной надежностью электронного блока.

Но сейчас с появлением микроэлектроники этот недостаток регулярно уменьшается. Приборы данного типа не имеют ни подвижных частей, ни частей, выступающих в поток.

Исходя из этого, они почти не делают дополнительных потерь напора и могут потенциально иметь очень большую надежность. Также они способны обеспечивать измерения в большом диапазоне изменения расхода газа и быть энергонезависимыми, т. е. в течение долгого времени работать от встроенного независимого источника питания.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Недостатком является необходимость использования многолучевых ультразвуковых расходомеров (2-лучевых и более) с дальнейшей обработкой информации по очень сложной программе для того, чтобы фактически убрать влияние искажений потока газа на точность измерения. К несчастью, выпускаются в РФ ультразвуковые газовые счетчики по совокупности собственных параметров пока не отвечают всем предъявляемым требованиям к приборам коммерческого учета газа и, исходя из этого, могут найти очень ограниченное использование.

Струйные автогенераторные расходомеры

На указанном методе измерения подробно нужно остановиться, т. к. на данный момент газовые счетчики, сделанные на базе расходомеров этого типа, без нужной метрологической экспертизы начали активно использоваться для коммерческого учета газа. Расходомер собой представляет бистабильный струйный компонент, охваченный негативными обратными связями, сделанными в виде пневматических каналов, объединяющих выходные каналы струйного элемента с одноимёнными каналами управления (левый — с левым, правый — с правым). Если есть наличие расхода газа через сопло питания струйного элемента его струйка попадает в один из выходных каналов и делает в нем высокое давление, которое через подходящий канал обратной связи подается в одноимённый канал управления и переключает струю, выходящую из канала питания, в иное хорошое положение.

Потом процесс переключения струйки повторяется. Частота переключений пропорциональна расходу газа через сопло питания струйного элемента.

Подобным образом, в этом методе измерения имеет место создание аэродинамического генератора колебаний с частотой, гармоничной расходу газа.
Струйному автогенераторному расходомеру характерны те же минусы, которыми обладает вихревой расходомер, а конкретно: большие невозвратимые потери напора и очень высокая чувствительность к искажениям эпюры скоростей потока (в варианте его использования в комплекте с СУ). Впрочем, к большому сожалению, есть и дополнительные минусы.

Во-первых, струйный компонент (основа этого прибора) имеет очень внушительные размеры в отношении к величине измеряемого расхода. Благодаря этому он, с одной стороны, может использоваться только в качестве парциального расходомера, через который идет несущественная часть проходящего через измерительное сечение расхода газа (а это неизбежно понижает правдивость измерений), а со второй, намного больше, чем вихревой расходомер, подвергается засорению (т. е. не обладает одним из самых главных преимуществ вихревого расходомера).

Второе, нестабильность коэффициента изменения у этого прибора намного больше, чем у вихревого расходомера. Так, к примеру, при испытаниях одного из видов струйного расходомера [3] было обнаружено, что изменение коэффициента изменения у разных модификаций прибора находится в диапазоне 14,5-18,5 % при изменении расхода через прибор в диапазоне не больше 1-5.
Положительные качества у расходомера те же, что и у вихревого, кроме работоспособности на загрязнившихся газах.

Они используются взамен датчиков перепада давлений на расходомерах переменного перепада. Принципиально это дает возможность сделать шире диапазон измерения последнего.

Впрочем выделенные минусы навряд ли дают возможность рассчитывать на серьезное внедрение этого способа для коммерческого учета газа.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Кориолисовые расходомеры

Данные расходомеры считаются одними из самых точных. Активно используются для коммерческого учета жидкостей и сжатых газов.

Наиболее типовое место использования в газовой промышленности — учет количества газа, отпускаемого на автомобильные газонакопительные компрессорные станции. В данном варианте газ сжат до давления приблизительно в 20 МПа (200 бар) и имеет плотность, достаточную для использования этого способа.

Минусами считаются большая масса, размеры и цена, а еще влияние внешней механической вибрации на показания изделий. Расходомеры выпускаются многими ведущими изготовителями расходомерной техники.

Случаев использования для учета газа в сетях невысокого и среднего давления неизвестно.
Термоанемометрические (тепловые) расходомеры

Положительным качеством считается отсутствие подвижных частей и, исходя из этого, потенциально большая надежность работы в условиях пневмоударов, перегрузок и т. д.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Термоанемометрический расходомер

Главный минус термоанемометрических расходомеров, относящиеся к классу тепловых, считается следствием их принципа действия. Они практически измеряют теплосъем с элемента нагрева, который (при популярной теплоемкости среды) определенно связан с массовым расходом. Подобным образом, приборы этого типа являются счетчиками массового расхода газа.

Это могло стать положительным качеством, если бы расчет за газ производился с оплатой за единицу массы. Однако у нас в государстве покупатель платит за объем газа, приведенный к нормальным условиям.

Исходя из этого, для перехода от массового расхода к расходу газа при нормальных условиях требуется указанный групповой расход поделить на плотность газа при нормальных условиях. Впрочем плотность зависит от состава газа, а ее изменения в течение не большого времени могут достигать 10 % и более. В то же время состав газа самим прибором не измеряется и может вноситься вручную не больше нескольких раз в день.

Благодаря этому эти приборы вообще тяжело отнести к приборам, подходящим для коммерческого учета газа, что обдуманно в [4, 5].
Проанализировав ситуацию на рынке приборов коммерческого учета газа, можно выразить такие выводы:
1. Главным критерием применимости методов измерения для коммерческого учета газа считается стабильность «естественного» (т. е. получаемого при калибровке без добавочной корректировки по температуре и давлению газа) коэффициента изменения по максимуму большом диапазоне изменения режимов направления газа в водопроводе. Только это дает возможность с полным основанием делать калибровку и поверку учетных приборов газа на воздушных расходомерных стендах с дальнейшим распространением полученных результатов на ситуации измерения природного и прочих газов, в том числе при давлении и температуре, выделяющихся от условий калибровки или поверки.
2. Из появившихся в наше время новых методов измерения расхода для коммерческого учета газа невысокого и среднего давления потенциально используем только ультразвуковой метод измерения с преобразователями расхода в многолучевом исполнении.
3. Коммерческий учет газа в трубопроводах среднего и малого диаметров (до 300 мм) при расходах газа до 6 000 м3/ч лучше всего делать с применением диафрагменных (мембранных), ротационных и турбинных счетчиков исходя из этого увеличению диаметров трубо-проводов и расхода газа.
4. Расходомеры переменного перепада правильнее использовать для коммерческого учета газа в газопроводах больших диаметров (более 400 мм), ограничивая если есть возможность диапазоны измерения расхода, к примеру, создавая «гребенки» параллельно установленных расходомеров и подключая / отключая подходящие каналы измерения при увеличении или снижении расхода газа через данный расходомерный узел.

  1. Золотаревский С. А. О применимости вихревого метода измерения для коммерческого учета газа / С. А. Золотаревский // Энергоанализ и энергетическая эффективность. — 2006. — №1.
  2. Измерение расхода: руководство по выбору расходомера // Endress + Hauser. CP 001D/06/ru/04.04, 2004.
  3. Расходомер-счетчик РС-СПА. ТУ 4213-009-17858566-01. Протокол испытаний / ГАЗТУРБавтоматика. — М., 2002.
  4. Золотаревский С. А. Современные промышленные узлы коммерческого учета газа. Короткая история и ближние перспективы / С. А. Золотаревский, А. С. Осипов // Энергоанализ и энергетическая эффективность. — 2005. — № 4-5.
  5. Золотаревский С. А. К вопросам про выбор узлов коммерческого учета газа / С. А. Золотаревский, А. С. Осипов // Газ России. — 2006. — № 1.
  6. Иванушкин И. Ю. Учетные приборы — всеми ли можно пользоваться? / И. Ю. Иванушкин // Жилищно-коммунальная реформа. — 2009. — № 11-12.
  7. Правильное применение газа в фермерском хозяйстве и коммунально-бытовом секторе: справочное пособие. — СПб.: Недра, 1997.

Как подобрать расходомер газа?

Выбор расходомера газа зависит от условий применения и от стоящих перед прибором задач.
Первое, что необходимо принимать во внимание при выборе счетчика расхода – это характеристики среды которая измеряется:

  • вид газа,
  • давление,
  • температура.

Потом определиться со вариантом монтажа прибора и взять во внимание связанные с этим параметры, например трубопроводный диаметр. Напоследок, стоит задуматься про то, как будет выполняться снятие данных с прибора.

Рассмотрим эти все этапы детальнее.

Вид газа

При подборе расходомера тут же необходимо отобрать те приборы, которые могут проводить измерение определенного, нужного вам газа*. Некоторые расходомеры, например VA 400, могут проводить измерения разных газов (воздуха, азота, газа и т. д.), однако чтобы провести измерения газов, существенно выделяющихся по физическим особенностям от воздуха, приборы обязаны быть откалиброваны в подобающей обстановке.

* в случае агрессивных или взрывоопасных газовых сред необходимо выбирать расходомеры с добавочной защитой.

Давление

Дальше нужно уточнить давление среды которая измеряется. Как правило для измерений сжатого воздуха (к примеру, в компрессорных) и чтобы провести измерения расхода воздуха при давлении близком к атмосферному (к примеру, в вентиляционых системах) применяются различные типы расходомеров. Расходомеры для проветривания (к примеру, SS 20.260) намного дешевле, чем расходомеры сжатого воздуха (к примеру, SS 20.261), так как рассчитаны на менее жёсткий рабочий режим.

Верхний допустимый предел давления у разных расходомеров отличается, благодаря этому например если необходимо померить расход газа под давлением, нужно уточнить значение рабочего давления среды. Так, к примеру, расходомер SS 20.261 можно применять при давлении до 10 бар, SS 20.600 – до 16 бар (опционально – до 40), VA 400 – до 50 бар.

Температура

Большинство расходомеров рассчитаны на не очень большие и не очень невысокие температуры среды которая измеряется (к примеру, от -30 до +120° у SS 20.600). Благодаря этому, если температура среды превосходит 100°С, следует убедиться, что подобранный расходомер способна работать в аналогичных условиях или подобрать специализированный прибор, который свободно рассчитан на работу в высокотемпературных средах (например, SS 20.650).
Необходимо также обратить собственное внимание на температуру внешней среды.

Температурные диапазоны для элементов электроники (присутствующих вне трубопровода) в большинстве случаев уже, чем для чувствительного элемента. Благодаря этому если измеритель предполагается использовать, к примеру, во время зимы на чистом воздухе, нужно убедиться, что нижний предел допустимого температурного диапазона даст возможность прибору перенести крепкий мороз.

Примерный расход

Все расходомеры имеют тот или другой диапазон измеряемого расхода. При превышении границ этого диапазона приборы перестают выдавать достоверные показания, благодаря этому при подборе прибора необходимо учесть максимально потенциальный расход на заданном участке.
В случае тепловых расходомеров ограничения измерительных диапазонов проводятся не по объему проходящего воздуха (так как для одного и того же расходомера максимально возможные значения объёмного расхода будут отличаться в зависимости от диаметра трубопровода), а по скорости потока, приведенной к нормальным условиям.

Так самая большая допустимая скорость для расходомера SS 20.260– 50 м/с, для SS 20.261 – 90 м/с, для VA 400– 220 м/с. При этом совсем не обязательно применять расходомер с самым большим скоростным диапазоном, так как чем больше диапазон, тем больше погрешность измерения (а часто – и цена).

Благодаря этому необходимо знать максимально предполагаемую быстрота потока в определенном случае.
Быстрота потока зависит, во-первых, от объемов проходящего газа, другими словами, собственно, от расхода и, второе, от диаметра внутри трубопровода. Чем больше расход и чем меньше диаметр – тем больше скорость.

О том, почему для выбора расходомера важно знать диаметр участка, на котором его будут применять, мы детальнее расскажем дальше.
Примерный же расход, например если идет речь о сжатом воздухе, можно выяснить из техдокументации нагнетателя воздуха. Методы расчета скорости на основе диаметра и расхода в большинстве случаев приводятся в руководстве по применению расходомера.

Например, в этой таблице приведены самые большие значения расхода для разных версий расходомера VA 400:

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Вариант монтажа

Приняв к сведению характеристики среды которая измеряется, необходимо также обратить собственное внимание на условия монтажа расходомера. Можно отметить 3 главных варианта монтажа.

  • Врезные расходомеры. Аналогичные приборы собой представляют уже готовую маленькую секцию трубопровода с установленным на ней расходомером. Для установки аналогичного прибора нужно либо удалить трубный участок и установить расходомер на это место, либо делать монтаж на байпасном трубопроводе. Плюсом врезных расходомеров считается их сравнительно низкая цена (впрочем только если идет речь о небольших диаметрах трубопровода). Минусом же считается замешательство монтажа – врезка требует некоторых усилий, забирает немало времени и, конечно, требует остановки производства. По мимо этого врезные расходомеры не подойдут для применения на трубопроводах больших диаметров. К этому типу расходомеров относится, к примеру, прибор VA 420.
  • Погружные расходомеры. Для установки этих приборов не надо вырезать целую секцию трубопровода или ставить байпасное соединение. Установка происходит путем высверливания маленького отверстия в стенке трубопровода, помещения в него штанги расходомера и закрепления прибора в этом положении. Детальнее про установку погружного расходомера можно прочитать в подобающей статье. Плюсами этого типа приборов считается легкость установки и сравнительно низкая цена. По мимо этого эти приборы легко можно применять на трубопроводах больших диаметров. Например, длина штанги у конкретных исполнений расходомера SS 20.600 дает возможность применять его в трубопроводах диаметром до 2 метров. Минусом же считается то, что эти приборы не очень хорошо применять на очень малых трубопроводах – при значении диаметра 1/2» и менее лучше применять врезные расходомеры.
  • Накладные расходомеры. Рабочий принцип данных расходомеров не требует прямого доступа к измеряемой обстановке – измерение выполняется через стенку трубопровода в большинстве случаев ультразвуковым методом. Монтаж данных расходомеров считается наиболее удобным и обычным, но их цена в большинстве случаев во много раз больше, чем у погружных и врезных приборов, благодаря этому применить их целесообразно лишь в случае, если возможности нет нарушать цельность трубопровода.

Трубопроводный диаметр

независимо от того, врезной, погружной или накладной расходомер будет применяться, нужно уточнить трубопроводный диаметр на участке, где необходимо установить расходомер.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

При подборе врезного расходомера трубопроводный диаметр является одним из самых главных параметров, так как эти приборы выделяются диаметром встроенной измерительной части. Что же касается погружных расходомеров, то может показаться, что при ни применении диаметр значения не имеет, так как зонд расходомера можно загрузить в поток при любом диаметре, однако благодаря тому, что восприимчивый компонент прибора (который находится на конце зонда) должен быть помещен точно в самом центре трубопровода, следует убедиться, что длины зонда хватит для монтажа на определенном участке.

Также рассчитывая небольшую нужную длину зонда необходимо не забывать, про то, что его часть придется на монтажные детали: полусгон и кран шаровый.
Допустим, внешний трубопроводный диаметр составляет 200 мм. Значит загрузить зонд надо будет на 100 мм.

Еще 100-120 мм потребуется на исполнение монтажа. Подобным образом, самая маленькая длина зонда при этом диаметре должна составлять 220 мм. Большинство расходомеров доступны в самых разных исполнениях, выделяющихся длиной зонда.

Так для расходомера VA 400 есть выполнения с длиной 120, 220, 300 и 400 мм.

Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров
Как и в чем измеряется расход газа методы измерения + обзор всех видов газовых расходомеров

Снятие данных. Наличие монитора и вид выходного сигнала

Напоследок, необходимо сформироваться с тем, как вы желаете получать измерительные результаты. Большинство расходомеров применяют аналоговый или цифровой выходной сигнал для передачи информации о результатах измерений.

Если на предприятии есть своя система автоматического управления технологическим процессом (АСУ ТП), в которую можно завести данные выходные сигналы, то аналогового или цифрового сигнала, скорее всего, будет довольно. Впрочем, если готовой системы управления нет, может появиться необходимость снимать данные с монитора.

В определенных расходомерах (допустим, у VA400) монитор может быть уже вмонтирован или доступен в качестве опции. Для остальных приборов необходимо покупать отдельный указатель и подавать на него выходной сигнал датчика.
Данные, выводимые на монитор, в большинстве случаев обходятся текущим и накопленным расходом.

В большинстве случаев может стоять задача регистрировать данные за разнообразные временные промежутки и обрабатывать их, формируя отчеты и представляя информацию в табличном или графическом виде. Если на предприятии нет готовой системы управления, которая могла бы исполнять данные функции, то целесообразно приобрести прибор с вмонтированным регистратором данных и идущим в комплекте программным обеспечением, дающим возможность удобно и быстро проводить обработку полученных данных.

Примером этого прибора может послужить DS 400.
Например если расходомер не имеет встроенного монитора и для получения данных требуется выходной сигнал, необходимо сформироваться с типом этого сигнала.

К самым популярным аналоговым сигналам относятся сигналы 4…20 мА и 0…10 В. Некоторые расходомеры, например SS 20.600 могут формировать любой из данных сигналов в зависимости от значения подключенного сопротивления. В большинстве случаев может понадобится цифровой выходной сигнал, к примеру, использующий протоколы Modbus или Profibus.
Вышеперечисленных показателей должно быть довольно для выбора расходомера.

В то же время, если у вас есть желание иметь более полное представление о разных типах расходомеров, а еще недостатках и преимуществах каждого типа, можете также прочитать статьи о спецификации датчиков расхода по принципу измерения.

Введение, Сравнительный анализ методов и средств измерения расхода газа, Методы измерения расхода газа и его количества

Виды приборов — расходомеры и квантометры

Приборы, предназначающиеся для измерения или вычисления количества газа проходящего, за единицу времени именуют расходомерами. Они измеряют расход в кубических метрах в час.
Кроме названных устройств есть приборы, предназначающиеся для технологического или внутрихозяйственного учёта.

Данные приборы — квантометры (от английского – сколько…. метров), не применяют для коммерческого учета из-за невысокой точности измерений.

Виды приборов — расходомеры и квантометры

Положительные качества метода:
К плюсам расходомеров необходимо отнести простоту конструкции
преобразователя расхода и возможность поверки бес проливным методом
, т. е. при отсутствии расходомерных стендов. Эта возможность вызвана наличием самой полной научно-технической, в том числе стандартизованной информации по этому методу измерения.
Есть несколько методов измерения потока газа. Расходомеры механичные Расходомеры чтобы провести измерения теплоотвода Измерения дифференциального давленияИсходные расходомеры воздуха Кориолисовые расходомерыМагнитно-индуктивные расходомерыТермальные расходомеры. Методы измерения без контакта между газом и датчиком считаются очень и очень дорогими.

Традиционный метод дифференциального давления часто имеет гистерезисные эффекты. В методе дифференциального давления изменение давления диафрагмы измеряется через диафрагму.
Впрочем утомленность мембранные ткани может привести к проблемам с дрейфом и отсутствию нулевой точности. Повсеместно применяются методы измерения, сформированые на методах теплового измерения.

Более продвинутые процессы базируются на нагревателе и как минимум 2-ух датчиках температуры, которые измеряют теплопередачу через газ. Один из них говорит о говоря иначе микротермических датчиках потока, когда сенсорные детали установлены в микрочипы размером в несколько квадратных миллиметров.

Микротермические датчики имеют маленькие датчики и предоставляют применение стандартизированных процессов производства в полупроводниковой промышленности.

Минусы метода:
Минусами считаются, во-первых, небольшой диапазон
измерения (раньше не превышающий значения 1:3, а на данный момент, с возникновением многопредельных интеллектуальных датчиков давления, увеличившийся до 1:10).Второе, высокая чувствительность к неравномерности эпюры скоростей потока при входе в СУ (диафрагму)
, обусловленной наличием в подводящем и/или отводящем трубопроводах гидравлических сопротивлений (арматуры запорной, регуляторов, фильтров, колен и т. д.).

Это обстоятельство определяет необходимость наличия перед указанными СУ прямых участков
длиной не менее 10 диаметров условного прохода (Ду) трубопровода. Во многих случаях, к примеру во время установки СУ после гидравлических сопротивлений, например как неполностью открытый вентиль, прямой участок перед СУ может достигать длины 50 Ду и более).

Важные технические свойства

В результате достигается неизменно хорошее качество продукции и одновременно возможны умеренные расходы. Современные сенсорные детали также измеряются намного точнее, чем классические анемометры с горячей проволокой, а стеклянные покрытия над сенсорным элементом предохраняют коррозию. Прямой контакт между газовым и тепловым датчиками имеет важное значение.

Так как быстрота потока определяется только в некоторых точках, экстраполяция на общий поток зависит от распределения скорости в трубе.
Минусами
расходомеров являются ограниченная трудоспособность на загрязненном газе
, возможность неполадки при резких пневмоударах
и выборочное перекрытие газопровода при неисправности
, связанной, к примеру, с заклиниванием роторов ротационного газового счетчика, относительно большие размеры, а еще стоимость
(для ротационных газовых счетчиков больших типоразмеров) если сравнивать с устройствами остальных типов.
Это, со своей стороны, зависит от условий при входе: изгиб трубы конкретно перед датчиком, разные текстуры внутренних стенок трубы или углов или краев в канале потока приводят к ошибочному результату измерения. Сильно загрязненный воздух также загрязняет измерительную ячейку.

Во избежание сказанных проблем, чип датчика помещается в циркулярный насос.
Основным положительным качеством
, неоднократно перекрывающим минусы и сделавшим этот способ измерения достаточно популярным по количеству установленных приборов, считается то, что это единственный метод, обеспечивающий прямое, а не косвенное измерение объема проходящего газа
. По мимо этого, хотелось бы выделить полную нечувствительность к любым искажениям эпюр скоростей
потока при входе и выходе, что дает возможность отказаться от прямых участков и резко уменьшить размеры узла учета газа УУГ), а еще даст вам возможность обеспечения самых больших диапазонов измерения
— до 1:100 и более.

Инерция, конструкция кранов и невысокий расход в циркулярном насосе также предоставляют чистый газ на измерителе. Обходное решение помогает облегчить процесс производства. Газовая направляющая сконструирована независимо от датчика.

Измеритель может применяться в конце процесса производства. Если рамка спроектирована правильно, во многих случаях можно отказаться от калибровки всей системы.
Установите приборы измерения текучей среды. Короткое описание того, как отделываются приборы измерения расхода. Значимость измерения расхода.

Поток жидкостей — это обследование, которое большое количество из них собой представляет практику техники. Жидкости классифицируются как жидкости и газы. Межмолекулярные силы выше в первом, так что, меняя давление или температуру, газы легко меняют собственный объем.

Труба собой представляет трубопровод круглого сечения, который создает роль транспортировки воды или других жидкостей. В большинстве случаев он делается из очень разных материалов, например как полиэфир, армированный стекловолокном, чугуном, сталью, латунью, медью, свинцом, бетоном, полипропиленом, пвх, термопластиком и полимерным этиленом большой плотности. Пластина с отверстиями собой представляет ограничение с отверстием, меньшим трубного диаметра, в которую он вмонтирован.

Стереотипная диафрагма имеет концентрическое отверстие с острыми краями. Из-за меньшего сечения скорость жидкости возрастает, что вызывает подходящее снижение давления.

Изменение поперечного сечения приводит к изменению давления между сходящимся участком и горлом, что дает возможность выяснить быстрота потока при этом перепаде давления. Сопло состоит из конусообразной и ограниченной записи, тогда как выход считается резким расширением.

В данном варианте вход большого давления размещен в трубе с 1 диаметром входного входа, а выход малого давления размещен в трубе на конце горла. Он видоизменяет тепловую и энергию давления жидкости в кинетическую энергию. Подобным образом, он применяется, например, в турбомашине и прочих машинах, например как распылительные устройства, распылительные устройства, реактивные двигатели.

Жидкость претерпевает увеличение скорости по мере уменьшения сечения сопла, благодаря этому оно также страдает снижением давления и температуры, когда энергия сохраняется. Есть конструкции и типы сопел, широко применяемые в различных областях техники. Так как двигающаяся жидкость имеет жизненно приоритетное значение и для того, чтобы знать свойства, которые ее управляют, фундаментальнее первым делом быть ясно о понятии жидкости.

Когда мы смотрим то, что имеет способность двигаться во внешней среде, не сохраняя его начальной формы, мы говорим о жидкости. Точнее, состояние это материи с неизвестным объемом, из-за небольшой когезии, которая есть между ее молекулами. Жидкости, как любой материал, обладают физическими качествами, которые дают возможность характеризовать и количественно определять их поведение, а еще отличать их от иных.

Некоторые из данных параметров уникальны для жидкостей, а иные свойственны для всех веществ. Свойства, например вязкость, поверхностное натяжение и давление пара, могут определяться только в жидкостях и газах. Впрочем удельная масса, удельный вес и плотность являются атрибутами любого материала.

Ньютоновская жидкость. Ньютоновская жидкость собой представляет жидкость, вязкость которой можно считать постоянной со временем.

Кривая, которая показывает связь между напряжением или сдвигом если сравнивать с его скоростью деформации, считается линейной и идет через начало координат. Оптимальным примером данного типа жидкости считается вода, а не клея, меда или гелей, которые считаются примерами неньютоновской жидкости. Немалое количество обыкновенных жидкостей ведет себя как ньютоновские жидкости при нормальных условиях давления и температуры: воздух, вода, бензин, вино и некоторые минеральные масла.

Нентоновская жидкость: она считается той, вязкость которой зависит от температуры и давления, однако не от изменения скорости. Эти жидкости могут быть лучше охарактеризованы иными качествами, которые связаны с зависимостью между напряжением и тензорами напряжения в различных условиях потока, например как условия колебательного напряжения сдвига. Сверхтекучесть: состояние это вещества, отличающееся полным неимением вязкости, так что в замкнутом контуре он будет течь бесконечно без трения.

Безупречные жидкости: Безупречные жидкости классифицируются как: сжимаемые и несжимаемые. В последнем предполагается систематическая плотность или с маленькими вариантами. Это предположение уменьшает нас жидкостями жидкостей и газов с маленькими изменением давления и температуры.

В газах поток с большой скоростью связан с значительными изменениями давления, температуры и плотности, но эти изменения малы в потоках с небольшой скоростью, которые могут быть изучены как безупречные несжимаемые жидкости с прекрасным приближением. Одномерный поток: одномерный поток относится к перемещению вдоль индивидуальной линии потока потока, который имеет лишь одно измерение.

В них изменение давления и скорости происходит вдоль текущей линии. 2-ух — и трехмерный поток: 2-ух — и трехмерные потоки являются полями скоростей потока. Во-первых, поток определяется линиями тока на одном уровне, а второй — в пространстве.

Установите единицы измерения текучей среды. — Диафрагма. — Расходное сопло. — Вентури. — Труба Далла. — Пилотная трубка. Поток жидкостей может быть выражен тремя способами: объемным потоком, массовым расходом и скоростью потока. Объемный расход указывает объем двигающейся жидкости, которая проходит через точку за единицу времени.

Групповой расход выражается в единицах массы за единицу времени. Скорость материала именуется скоростью потока. Самыми популярными устройствами, используемыми чтобы провести измерения этого объемного расхода, считаются: — датчик разности давлений. — Переменный датчик площади. — Позитивный датчик смещения. — Турбинный расходомер. — Электромагнитный расходомер. — Датчик вихревых выбросов. — Ультразвуковой датчик.

Короткое описание того, как отделываются приборы измерения расхода. — Датчик измения давления. Измерители разности давлений в себя включают введение некоторого устройства в линию жидкости, которая вызывает преграда, и создаёт разница давлений между двумя сторонами устройства.

Когда такое преграда помещается в трубу, скорость жидкости через преграда увеличивается и давление уменьшается. Показатель объемного расхода пропорционален квадратному корню от разности давлений по препятствию. Все использования такого способа измерения расхода предполагают, что условия потока перед устройством препятствия будут в стабильном состоянии, и для обеспечения этого требуется конкретная самая маленькая длина прямой части трубы впереди точки измерения. — Переменный датчик площади.

Инструмент состоит из трубки из стекла с поплавком, какая занимает хорошое положение, где его погруженный вес уравновешен повышением из-за разницы давлений в нем. Положение поплавка считается мерой эффектной площади канала для текучей среды, а одновременно с ним и расхода. Точность самого недорогого инструмента составляет всего -3%, довольно дорогостоящая версия достигает до -2% точности.

Обычный диапазон измерений может составлять от 10 до 100% от всей шкалы. — Позитивный датчик смещения. Это применяет цилиндрический поршень, который смещается в камеру, также цилиндрическую по текучей обстановке. Вращение поршня подается на выходной вал.

Это может применяться с шкалой индикации для зрительного вывода или может быть преобразовано в электрический выходной сигнал. Позитивные счетчики расхода составляют около 10% от всего количества расходомеров, применяемых в промышленности.

Такие устройства применяются в огромном количестве чтобы провести измерения внутреннего использования газа или воды. Очень недорогой инструмент данного типа имеет точность -5%. — Турбинный расходомер.

Он состоит из набора лопастей пропеллера, установленных вдоль оси, параллельной направлению жидкости в трубе. Поток жидкости заставляет эти лопасти вращаться с конкретной скоростью, которая пропорциональна объему циркулирующего потока. Эта частота вращения измеряется конструкцией счетчика, который ведет себя как тахогенератор переменного сопротивления.

Это можно достичь за счёт изготовления лопастей турбины с ферромагнитным материалом и с применением постоянного магнита и катушки в середине измерительного устройства. — Электромагнитный расходомер. Он состоит из цилиндрической трубки из нержавейки, на которую наноситься слой изоляции, который транспортирует текучую среду, подлежащую измерению. Обычными материалами для изоляционных работ являются неопрен, политетрафтортилен и полиуретан.

Магнитный слой создается в трубке при помощи поляризации 2-ух электродов, вставленных с двух сторон трубки. Концы данных электродов в большинстве случаев находятся на том же уровне, что и поверхность внутри цилиндра. Электроды сделаны из материала, на который не влияют большинство жидкостей, например как нержавейка, платина и иридиевый сплав, хастеллой, титан и тантал.

В случае оригинальных металлов, например как в перечне, электроды несут большую половину стоимости инструмента. — Датчик вихревых выбросов. Рабочий принцип прибора построен на естественном явлении эмиссии вихрей, создаваемых неаэродинамическими объектами, размещенными в водопроводе, который проводит жидкость. Когда жидкость двигается, она идет через это преграда и создает небыстрые движения жидкости на внешних поверхностях.

Так как объект не считается аэродинамическим, поток не может следовать за контуром тела вниз по течению, а отделенные слои становятся изолированными и вынуждают их вращаться в области малого давления за препятствием. Частота излучения данных вихрей пропорциональна скорости, с которой жидкость идет через объект. — Ультразвуковой датчик.

Фундаментальным требованием данных приборов считается наличие рассеивающего элемента в жидкости, который отводит выходную энергию ультразвука от передатчика подобным образом, что он входит в приемник. Они бывают снабжены твёрдыми частичками, пузырьками газа или водоворотами в потоке жидкости.

Детали рассеяния вызывают изменение частоты между переданной и принятой, и мера этого изменения дает нам возможность определить скорость. Прибор состоит преимущественно из излучателя и приемника, прикрепленного к внешней стороне стенки трубы.

Измерение расхода особенно актуально во всех промышленных процессах. Способ количественного определения расхода зависит от того, считается ли кол-во жидкости твёрдым, жидким или газообразным. В случае твёрдых веществ лучше померить расход массы, тогда как в случае жидкостей и газов поток в большинстве случаев измеряется по объему.

Объемный расход считается возможным способом количественного определения потока газообразных, жидких или полужидких материалов; т.е. когда твёрдые частицы суспендируют в жидкой обстановке. Материалы в данных формах проходят через трубы.

Измерение расхода считается простым событием в обычной жизни. Изучение его механизма по большей части вызвано пониманием вовлеченной физики, а еще ее контролем в самых разных инженерных приложениях. Это наиболее важная ось с точки зрения измерения промышленных переменных, так как без измерения потока нереально было бы уравновешивать материалы, качественный контроль и даже работу непрерывных процессов.

Есть очень много методов измерения потоков, во множестве из которых необходимо помнить определенные важные характеристики жидкостей для отличного подбора лучшего метода для применения. Такие характеристики включают вязкость, плотность, удельный вес, сжимаемость, температуру и давление, которые мы не будем тут описывать. Как правило, есть два способа измерения потока: поток и общий поток.

Поток собой представляет кол-во жидкости, которая проходит через заданную точку в любое время. Общий поток количества жидкости через заданную точку в течение какого-то периода времени.

  • Боливарианская Республика Венесуэла.
  • Министерство народной власти по высшему появлению.
  • Классифицирует типы жидкостей.
  • Установите единицы измерения текучей среды.

Встроенный многоступенчатый выпрямитель турбулентности изменяет профиль входящего потока, чтобы убрать целиком влияние входной трубы.

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.