Какой тип расходомера не показывает мгновенный расход

Расходомеры мишенного типа

В настоящее время на рынке представлены достаточно многочисленные виды приборов измерения (расходомеров), для подсчета расхода жидкостей и газов (пара), основанные на различных принципах — объемные, когда определенная часть среды отмеряется тарированным объемом и подсчитывается общее количество таких объемов, электромагнитные и ультразвуковые, где используются датчики для сравнения времени сигнала через среду, и на основании его изменения подсчитывается скорость и расход, перепада давления (с тарированной диафрагмой, конусные), где такой подсчет ведется по разности давлений до датчика и после него, изменения свойств среды (температурные расходомеры, кориолисовые) и т.д. Достаточно часто измерить расход данной жидкости или газа можно несколькими способами, причем иногда- с одинаковой точностью.

Каждый из методов измерений расходов имеет и преимущества и недостатки. Исходя из них, Пользователю нужно сделать выбор того типа расходомеров, который ему нужен. Он, как правило, обращается к специалистам , которые предлагают решения по измерению расходов, поставленную Покупателем, но далеко не всегда — оптимально с точки зрения потребительских свойств приборов. Для Потребителя, как правило, важен не принцип работы прибора, а именно его потребительские свойства: точность, диапазон измерений, надежность, ремонтопригодность, удобство и простота в эксплуатации, легкость монтажа/демонтажа, возможность интеграции в систему АСУ ТП или GPS-мониторинга, размеры и вес и т.д.
Исходя из этого, мы искали решения, удовлетворяющие максимальному количеству таких требований. Расходомеры на овальных шестернях – пример такого оптимального решения для жидкостей, но они, как и все объемные расходомеры предназначены для измерения ЧИСТЫХ жидкостей. На предприятиях же часто стоит задача по измерению расхода жидкостей, (или газов), содержащих посторонние включения или загрязнения – например нефти, мазутов, битумов, и т.д.
Таким образом, актуальной является задача поиска высокоточного расходомера:
— предназначенного для измерения как жидкостей, так и газов; как чистых, так и загрязненных; с максимально широким диапазоном по вязкости измеряемых жидкостей и потоку;
— с оптимальным соотношением цена/качество;
— осуществляющего измерения в широком диапазоне температур;
— с малым весом и легкий в установке;
— легко интегрируемый в системы АСУ или удаленного мониторинга.
Интересным результатом поиска являются расходомеры так называемые «мишенного» типа (target type flowmeter), которые практически полностью отвечают критерию оптимального соотношения цена/ потребительские свойства.

1. Функциональные особенности

• высокая точность измерения (до ±0,2%) потоков жидкостей, в том числе высоковязких, газов и пара, в широком диапазоне температур и в обоих направлениях,
• чрезвычайно высокая чувствительность –минимальный поток, регистрируемый расходомером ~ 0,08м/сек,
• отсутствие подвижных частей, следовательно – высокая безопасность и надежность,
• широкий диапазон измерений (до 1:30),
• хорошая воспроизводимость результатов (обычно – 0,1~0,08%) и быстрое измерение,
• малое падение давления на расходомере (около ½ от падения давления на расходомере с тарированным отверстием),
• может использоваться «сухая калибровка», т.е. метод взвешенного равновесия,
• при изменении техпроцесса и, соответственно, изменении потока через трубу, достаточно сменить мишень, без полного демонтажа прибора,
• пригоден, как для непосредственного чтения данных на месте установки, так и для удаленного контроля,
• легко устанавливается и очень легко обслуживается в процессе эксплуатации,
• помехоустойчивый, стойкий к воздействию кислот, щелочей и загрязнений,

Расходомер мишенного типа с цифровым дисплеем использует современные цифровые технологии, совмещенные с современными высокотехнологическими датчиками. Он совмещает точность объемных расходомеров и высокий ресурс, обусловленный отсутствием подвижных частей в конструкции.

Расходомер состоит из:
1. Подвергаемый силовому воздействию элемент (пластина мишени)
2. Чувствительный элемент (включая датчики температуры и давления)
3. Корпус измерительной трубы (может отсутствовать в расходомере вставного типа)
4. Переходники
5. Суммирующий счетчик с дисплеем и выходами
Пластина мишени помещена в центр трубы и соединена с преобразователем сигнала жестким стержнем. Cреда (протекающая жидкость или газ) воздействует на мишень с определенным усилием, которое пропорционально потоку.
После соответствующих преобразований и вычислений значения данной силы, мы можем получить значение потока. Величина этой силы преобразуется в электрический сигнал,который после обработки и усиления поступает в суммирующий счетчик, где обсчитывается и мы получаем значения как текущего потока, так и прошедшего через расходомер объема. Ниже показан принцип действия расходомеров такого типа:

На дисплее отображается: рабочая температура, мантисса накопительного расхода, рабочее давление, накопительный расход, мгновенный расход, индикатор разряда батареи.

Для каждого типа сред выпускаются расходомеры различных серий, для низкой/ нормальной/высокой/ сверхвысокой температур.

Безусловно, данный вид измерения не идеален — его применение требует соблюдения определенных условий:
1) Нормализация потока, т.е. необходимы прямые участки трубы без изгибов, сужений, клапанов и т.д.– до расходомера- не менее 10 диаметров, после расходомера –не менее 5 диаметров трубопровода.
2) Горизонтальная установка расходомера. По специальному запросу возможно исполнение в вертикальный участок трубы.
3) Существует прямая зависимость точности измерения расходомером от диапазона расходов. Это актуально для жидкостей с числом Рейнольдса Re≤1500.

где Q max – максимальный расход среды
Q min – минимальный расход

Ограничение максимальной долговременной скорости среды в трубопроводе :
— для жидкости Vсрж = 5 м/сек
— для газа Vсрг = 30 м/сек
— для пара Vсрп = 50м/сек
эта скорость может быть кратковременно превышена не более, чем в 1,2-1,5 раза без риска разрушения прибора.
Таким образом, зная расход, который нам предстоит измерить, мы сможем определить скорость среды и диаметр измерительной трубы расходомера, как:
Vср= 4Qмах * 10 3 /11,3*D 2 ,

т.е. для потока жидкости Q=20 м3/час получаем D≥ 38 мм, а , исходя из минимального регистрируемого потока 0,08м/сек — диаметр не должен быть больше, чем 298 мм, таким образом 40 мм≤D≤298 мм.
Решение по измерению сред на основе данного расходомера является точным, долговечным и недорогим (стоимость расходомера определяется стоимостью измерительно-суммирующего блока, дополнительных датчиков для компенсации давления и температуры при больших диапазонах изменений параметров сред и стоимостью трубы измерения) особенно для измерения больших потоков и измерения высоковязких жидкостей.
ООО «Дарконт» предлагает Вам расходомеры мишенного типа для газов и жидкостей, в том числе и загрязненных.

Принцип работы ротаметров. Типы, ГОСТы, поверка.

Во многих отраслях промышленности применяются универсальные приборы учета – ротаметры. Они являются расходомерами обтекания, измеряя объемный расход газа и жидкостей. Полученные значения выводятся на дисплей, а также, при необходимости, передаются посредством цифрового и аналогового выходных сигналов.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РОТАМЕТРОВ

На примере «ЭМИС» -МЕТА 215»

Ротаметры производства ЗАО «ЭМИС» выпускаются в двух основных вариантах – с горизонтальным и вертикальным расположением на трубопроводе. В состав входят два узла – измерительный и узел индикации.

Принцип работы ротаметра заключается в следующем: поток жидкости, пара или газа воздействует на поплавок и заставляет его передвигаться по проточной части прибора. В итоге расстояние между поплавком и конической трубкой становится больше, а гидравлическая сила воздействия на поплавок — меньше. В определенный момент гидравлическая сила и сила тяжести компенсируют друг друга (сила воздействия пружины, если ротаметр горизонтального типа), и движение поплавка прекращается. Расстояние, на которое он успевает переместиться, показывает текущий расход. Полученное значение поступает на узел индикации. Стрелка индикатора показывает мгновенный расход по шкале, а на жидкокристаллический дисплей выводятся показатели мгновенного расхода и накопленного значения.

Однако, по желанию заказчика, прибор может быть изготовлен с аналоговым токовым сигналом и цифровым протоколом HART. Также при отсутствии ЖК-дисплея и выходного сигнала возможно применение до двух настраиваемых предельных выключателей.

Когда стрелка индикатора будет достигать верхнего или нижнего предельного выключателя, произойдет их срабатывание. Сигнал от предельных выключателей обычно используют для световой/звуковой сигнализации или для включения других электронных устройств. Для установки нового значения предельного выключателя достаточно ослабить винт, переместить выключатель в нужную позицию, после чего вновь затянуть винт.

ХАРАКТЕРИСТИКИ РОТАМЕТРОВ «ЭМИС»-МЕТА 215»

Измерения ротаметром осуществляются с достаточно высокой точностью. Приведенная погрешность составляет от 1,5 до 4,0 процентов, при этом требуемый класс точности выбирается при заказе (для горизонтального исполнения).

На точность показаний оказывают влияние такие рабочие параметры, как плотность, вязкость, температура и давление. При этом перепад давления при прохождении веще¬ства через прибор остается постоянным. Следует учитывать тот факт, что при отклонении температуры окружающей среды от стандартных условий, доля от пределов допускаемой основной приведенной погрешности составит 0,5% на каждые 10 ºС. При необходимости в комплект поставки входят рубашки обогрева. Они оснащены специальными штуцерами, с помощью которых к измерительным трубкам подводятся горячее масло или пар. Стоит отметить, что климатическое исполнение прибора соответствует ГОСТ 15150-69 и обозначается как «УХЛ. Категория размещения 1».

Сертификация

Металлические ротаметры «ЭМИС»-МЕТА 215» внесены в Единый Госреестр СИ РФ под № 48744-11. Также они признаны утвержденными средствами измерения в республиках Беларусь и Казахстан

Кроме того, были получены сертификаты:

Варианты исполнения

Как уже было сказано выше, основные варианты исполнения – стандартный и горизонтальный. Кроме того имеются различные виды взрывозащиты:

• «ЭМИС»-МЕТА 215-Ex» — «искробезопасная электрическая цепь» с маркировкой 1ExibIIBT2/T4 по ГОСТ 31610.11;
• «ЭМИС»-МЕТА 215-Вн» — «взрывонепроницаемая оболочка» по ГОСТ ГОСТ IEC 60079-1 с маркировкой 1ExdIIBT2/T4;
• кислородное исполнение «К» с маркировкой «Кислород. Опасно!».

Предлагаемые типоразмеры могут быть от 15 до 150 мм, а максимальное значение давления составляет 10 МПа. При выборе типоразмера, необходимо учитывать тот факт, что реальные значения расхода в трубопроводе могут отличаться от проектных. Поэтому рекомендуется выбирать типоразмер так, чтобы показания реального расхода находились во второй трети нормированного диапазона и выше. При этом Ду прибора, соответствующего реальному расходу, может быть меньше условного диаметра трубопровода. В таком случае применяются конические переходы (угол конуса не должен превышать 30º).

Заказчик имеет возможность выбрать материалы изготовления корпуса, фланцев, проточной части, поплавка, направляющего стержня и магнитного фильтра. На выбор представлены несколько видов нержавеющей стали, а также фторопластов для футеровки (исполнение Фт для агрессивных сред). Исходя из рекомендаций, преимущественно применяются нержавеющая сталь 304 (Н) и нержавеющая сталь 316 (Н2).

Приборы имеют муфтовое, фланцевое и зажимное присоединение. Также по спецзаказу возможно изготовление расходомера с нестандартным присоединением под необходимый диаметр условного прохода и давление

МОНТАЖ РОТАМЕТРОВ

• Установка ротаметров должна осуществляться на строго вертикальном участке трубы, поток по которой движется по направлению снизу вверх (при стандартном исполнении). При спецификации «Г» участок трубопровода должен располагаться горизонтально, а направление потока должно быть слева направо.
• Что касается длин прямых участков, то до и после прибора они должны составлять не менее 5 диаметров условного прохода.
• На месте установки не должно быть сильной вибрации, высокой температуры и магнитного поля. В частности, нельзя производить монтаж оборудования рядом с трансформатором или другими механизмами, способными повлиять на показания.
• Регулирующие устройства рекомендовано устанавливать после расходомера, а устройства отключения – до него.
• При загрязнении измеряемой среды примесями, подверженными магнитному воздействию, используют магнитный фильтр. Магнитный фильтр не входит в длину прямого участка. Его рекомендуется устанавливать в шести — десяти диаметрах условного прохода перед прибором. Отметим, что такой фильтр возможно применять только при фланцевом типе присоединения.
• На участке монтажа не должно быть напряжения трубопровода, а сам расходомер не должен выполнять функцию опоры.
• При монтаже необходимо выбирать удобные для доступа места.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• высокая точность;
• простота установки;
• возможность дистанционного получения показаний (выходные сигналы — аналоговый 4-20 мА или цифровой HART);
• возможность получения предупреждающего сигнала при выходе за допустимые настраиваемые значения верхнего и нижнего предела;
• наличие антикоррозионного исполнения;
• возможность эксплуатации при низких температурах (с рубашкой обогрева);
• градуировка под заказ, с учетом параметров измеряемой среды.

ПОВЕРКА

Сразу после изготовления проводится первичная поверка, в дальнейшем межповерочный интервал составляет 5 лет. Кроме того, поверка необходима после ремонта или в том случае, если прибор перед вводом в эксплуатацию был на хранении более 60 месяцев. Внеочередная поверка проводится в процессе работы расходомера, если есть сомнения в его исправности или были утрачены документы о прохождении очередной поверки в соответствии с ГОСТ 8.122-99 «Ротаметры. Методика поверки».

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Широкий диапазон измеряемых сред позволяет использовать ротаметры в самых разных отраслях промышленности. Они измеряют промышленные газы, кислород, жидкости и масла.

Приборы «ЭМИС»-МЕТА 215» с футеровкой из фторопласта успешно эксплуатируются в сернокислотном цехе ООО «Медногорский медно-серный комбинат», где они осуществляют учет и дозирование серной кислоты.

Положительные характеристики расходомеры получили по результатам работы на испытательной базе ОАО «Промприбор», где в условиях реальной эксплуатации измеряли расход насыщенного углеводородного пара.

В химическом институте им. А.М. Бутлерова они работают на линиях подачи воздуха и азота в составе экспериментальной лабораторной установки по испытанию пылевидных катализаторов.

Данный тип оборудования нашел применение и на объектах нефтегазового сектора. В частности, на линиях подачи азота и синтез-газа на экспериментальной установке СЖТ-БК одного из предприятий ПАО «Газпром».

Во взрывозащищенном исполнении измерители расхода применяются на опытном заводе «ВНИИСК», где измеряемой средой является калий хлор. «Важной особенностью ротаметров «ЭМИС»-МЕТА 215Ex» является двухпроводная схема подключения прибора с питанием преобразователя от токовой петли 4. 20 мА и наличие взрывобезопасного исполнения с категорией взрывозащиты «искробезопасная цепь Exia». Мы планируем и в дальнейшем использовать их в наших проектах», — отмечает в отзыве заказчик.

«Несомненно, прибор «ЭМИС»-МЕТА» стал сердцем нашей системы», — написали в благодарственном письме сотрудники медицинской организации ООО «Рентген-центр». При изготовлении опытной системы по подготовке очистки и деонизации воздуха СПОД им было необходимо осуществлять точное измерение заданного расхода. «Нами были рассмотрены все варианты существовавших на тот момент измерителей расхода воздуха. «ЭМИС»-МЕТА» обладал высокой точностью, а благодаря аналоговому сигналу, появилась возможность автоматического поддержания и отображения в цифровом виде наружного расхода. В дальнейшем СПОД прошёл испытание в двух независимых институтах, и сейчас успешно эксплуатируется в одной из лабораторий «ЦСМ», — говорится в письме.

Это далеко не все примеры успешной эксплуатации ротаметров торговой марки «ЭМИС», которые поставляются на предприятия России и стран СНГ с 2011 года. При наличии всех необходимых разрешительных документов для работы в условиях опасного производства, а также соответствии технических характеристик уровню мировых аналогов, расходомеры ТМ «ЭМИС» выигрывают у зарубежных производителей в цене, не уступая при этом в качестве. Также заказчик получает дополнительные выгоды в виде доступного гарантийного и постгарантийного обслуживания и технической поддержки.

Если у вас остались вопросы по ротаметрам, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:

Мгновенный расход электромагнитного расходомера всегда равен 0, в чем дело? Как это решить?

Электромагнитный расходомерподходит для проводящих сред. Трубопроводная среда должна быть заполнена мерной трубой. Он в основном используется в заводских сточных водах, бытовых сточных водах и т. Д.
Давайте сначала узнаем, что вызвало эту ситуацию?

Мгновенный расход электромагнитного расходомера всегда равен 0, в чем дело? Как это решить?
1. Среда непроводящая;
2. Поток в трубопроводе есть, но не полный;
3. Нет потока в трубопроводе электромагнитного расходомера;
4. Электрод покрыт и не контактирует с жидкостью;
5. Расход меньше нижнего предела отсечки расхода, установленного в счетчике;
6. Неверная установка параметра в шапке счетчика;
7. Датчик поврежден.

Теперь, когда мы знаем, в чем причина, как нам теперь избежать этой проблемы. При выборе и установке электромагнитных расходомеров необходимо обратить внимание на:
1. Во-первых, должны быть четко определены требования к измерению этой единицы. Существует несколько требований к измерениям, в основном: измеряемая среда, расход м3/ч (минимум, рабочая точка, максимум), температура среды ℃, среднее давление МПа, форма установки (тип фланца, тип зажима) и так далее.
2. Предпосылки для выбораэлектромагнитный расходомер
1) измеряемая среда должна быть проводящей жидкостью (то есть измеряемая жидкость должна иметь минимальную проводимость);
2) Измеряемая среда не должна содержать слишком много ферромагнитной среды или много пузырьков.

Расходомер

Расходомер представляет собой прибор для измерения количества израсходованного (пройденного через трубопровод) рабочего вещества, жидкости или газа. Поскольку сжимаемые и несжимаемые вещества имеют свою специфику измерения, то и устройства в этом сегменте различаются по принципам действия. Каждая категория рассчитана на работу в среде с определенными эксплуатационными характеристиками, отличается особыми параметрами, имеет свои преимущества и недостатки.

Электромагнитные расходомеры

В основе таких приборов – закон Фарадея (электромагнитной индукции). Электродвижущая сила формируется под воздействием воды или другой проводящей жидкости, проходящей через магнитное поле. Получается, что жидкость течет между полюсами магнита, создавая ЭДС, а прибор фиксирует напряжение между 2 электродами, тем самым измеряя объем потока. Этот прибор работает с минимальными погрешностями при условии транспортировки очищенных жидкостей и никак не тормозит поток.

Преимущества электромагнитных расходомеров

• В поперечном сечении нет движущихся и неподвижных деталей, что позволяет сохранить скорость транспортировки жидкости.
• Измерения можно производить в большом динамическом диапазоне.

Недостатки

• Если в жидкости будут магнитные и токопроводящие осадки, загрязнения, то прибор будет работать с искажениями.

Ультразвуковые расходомеры

Расходомеры этого типа дополнены передатчиками УЗ-сигналов. Скорость прохождения сигнала от передатчика до приемника будет меняться каждый раз при движении жидкости. Если ультразвуковой сигнал идет по направления потока, то время уменьшается, если против – увеличивается. По разности времени прохождения сигнала по потоку и против него и рассчитывается объемный расход жидкости. Как правило, такие устройства комплектуются аналоговым выходом и микропроцессорным блоком управления, а все отображаемые данные выводятся на LED-дисплей.

Достоинства ультразвуковых расходомеров

• Устойчивость к вибрациям и ударам.
• Стабильный долговечный корпус.
• Подходят для нефтеперерабатывающей промышленности и систем охлаждения.
• Выполняют замеры расхода воды и жидкостей, подобных воде по физическим свойствам.
• Работают в среднем динамическом диапазоне измерений.
• Могут монтироваться на трубопроводы больших диаметров.

Недостатки

• Повышенная чувствительность к вибрациям.
• Восприимчивость к осадкам, поглощающим либо отражающим ультразвук.
• Чувствительность к перекосам потока.

Тахометрические расходомеры

В расходомерах тахометрического типа основным измерительным элементом служит крыльчатка или турбина (располагаются перпендикулярно или параллельно проходящему потоку соответственно). В процессе замеряются скорость вращения и количество оборотов, сделанных в потоке.

Преимущества

• Подходят для измерения расхода жидкости, пара и газа.
• Простые и дешевые модели.
• Легко монтируются на трубопроводы малых диаметров и часто используются в бытовых условиях.
• Работают без источника питания, электроподключение не требуется.

Недостатки

• Для трубопровода большого диаметра (то есть в промышленном учете) тахометрические расходомеры будут слишком дорогими из-за повышенной металлоемкости, а также чересчур громоздкими.
• Создают гидравлическое сопротивление потоку и в случае с большими диаметрами могут стать причиной «блокировки» или выйти из строя из-за механических поломок.
• Невысокая надежность для промышленных измерений, малый динамический диапазон.
• Недостаточная точность учета: на результаты влияют примеси и посторонние предметы в потоке.
• Срок эксплуатации недостаточно высокий: подходит для бытовых условий, но не для промышленности.

Кориолисовы расходомеры

В основе действия – эффект Кориолиса: U-образные трубки подвергаются колебаниям при движении, а вибрационные колебания, в свою очередь, вызывают закручивание вещества. Величина сдвига фаз зависит от массового расхода жидкости или пара. Расход измеряется с учетом образуемого угла закручивания. Чаще всего такие расходомеры применяются для жидкостных сред, в том числе для красок, лаков, жидких полимеров.

Преимущества

• Массовый расход измеряется напрямую.
• Осадки или загрязнения, растворенные в жидкости, не влияют на результаты измерений.
• Препятствий во внутреннем сечении нет, система работает стабильно.
• Подходят для измерения всех типов жидкости, вне зависимости от их электрической проводимости.

Недостатки

• Дороговизна, сложные технологические компоненты.
• Необходимость высокоточного монтажа.
• Точность проведения замеров может изменяться при сильных вибрациях.

Вихревые расходомеры

В таких приборах проводится измерение частоты колебаний, возникающих в потоке газа или жидкости в момент обхождения препятствий. Обтекание приводит к образованию вихрей (собственно, поэтому этот тип устройств и получил свое название), а величина изменения завихрений позволяет вычислить силу потока.

Преимущества

• Подходят для измерения расхода газов, технического воздуха.
• Движущихся частей в конструкции нет.

Недостатки

• В сечении есть механические препятствия, мешающие движению среды.
• При загрязнении тела обтекания точность измерения существенно снижается.
• Прибор чувствителен к изменениям температуры.
• Возникновение вибраций влияет на результаты.
• Измерения возможны в малом динамическом диапазоне.

Вихревые расходомеры измеряют частоту колебаний, которые возникают в потоке жидкости или газа, когда они обтекают препятствия. При обтекании препятствий образуется вихрь, от которого приборы и получили свое название.

Расходомеры перепада давления

В основе принципа действия таких приборов – измерение перепада давления, возникающего в момент прохождения жидкостного или газового потока через сужающееся приспособления (шайбу, сопло). В этом месте меняется скорость потока, а давление возрастает. Замеры в точке прохождения препятствия производятся с использованием дифференциального датчика давления.

Преимущества

• Движущиеся части в приборе отсутствуют.

Недостатки

• Измерения возможны в малом динамическом диапазоне.
• Любые осадки на сужающем устройстве приводят к значительным погрешностям.
• Механические препятствия в сечении снижают надежность конструкции.

Эти шесть вариантов считаются основными типами расходомеров для измерения объемов жидкостей и газообразных сред, воздух и воды.

В компании Измеркон предлагается широкий выбор промышленных расходомеров воздуха и сжатых газов, в том числе и с цифровым интерфейсом. Вы можете подобрать подходящую модель, ориентируясь на описание или проконсультировавшись с менеджерами. Наша компания из Санкт-Петербурга обеспечивает отправку измерительных приборов по всей России.