Mjerač protoka je uređaj za mjerenje volumena ili masenog protoka tvari, uključujući prirodni plin, zapaljive, agresivne plinove, proizvode za odvajanje zraka. Izračun volumena protoka u industrijskim poduzećima ili kod kuće može se provesti bez sudjelovanja stručnjaka.
Dalje ćemo opisati kako se i u čemu mjeri plin, dati opis uređaja koji se koriste u tu svrhu, a također ćemo razmotriti glavne metode za određivanje protoka plina.
Izravna metoda mjerenja potrošnje plina
Količina plina izračunava se u kubičnim metrima, a ostale jedinice mase rjeđe se koriste, poput tona ili kilograma, obično za procesne plinove.
Izravna metoda je jedina metoda koja omogućuje izravno mjerenje volumena plina koji prolazi.
Slabosti uređaja koji izračunavaju volumetrijski ili masni protok tvari uključuju:
- Ograničena učinkovitost mjerača protoka u zagađenom plinskom okruženju.
- Velika je vjerojatnost neuspjeha zbog djelomične blokade protoka ili pneumatskog šoka.
- Visoki troškovi okretnih brojila u usporedbi s drugim uređajima.
- Velike dimenzije uređaja.
Mnogobrojne prednosti ove metode preklapaju se s navedenim nedostacima, zbog čega je dobila i najveću distribuciju u broju instaliranih brojača.
Pomoću mjerača protoka možete izračunati volumen ili masu tvari po jedinici vremena. Postavljanje na nagnuti dio cjevovoda smanjit će pogrešku u mjerenju
Među njima je izravno mjerenje volumena plina, odsutnost ovisnosti o izobličenjima grafikona brzine protoka, i na ulazu i na izlazu, što omogućava smanjenje CCG. Širina raspona je do 1: 100. U tu svrhu koriste se membranski i rotacijski uređaji. Mogu se koristiti u sobama s ugrađenim bojlerima pulsnog tipa.
Neizravne metode mjerenja
Ove metode uključuju izračunavanje, na primjer, protoka tvari kroz određeno presječno područje. Da bi se dobili najtočniji rezultati, potrebno je izjednačiti brzinu plina.
Mjerenje protoka plina diferencijalnog tlaka
Jedna od najčešćih i proučavanih metoda protoka plina, koja se temelji na upotrebi uređaja za suženje, ima nekoliko prednosti, uključujući jednostavnost mehanizma pretvarača protoka, čija je radnja usmjerena na mjerenje pada tlaka tvari koja teče kroz lokalno suženje u plinovodu. Za provođenje proračuna mjerači protoka nisu potrebni.
Unatoč dostupnosti cjelokupne znanstvene i tehničke baze, ova metoda mjerenja ima nekoliko značajnih nedostataka - mali raspon mjerenja, koji čak i uzimajući u obzir višestruke granične tlačne senzore, ne prelazi vrijednost 1:10.
Standardni uređaji za suženje izrađeni su korištenjem posebne tehnologije uz visoke zahtjeve za hrapavost. Njihova uporaba dopuštena je isključivo na glatkim cjevovodima.
Hidraulički otpori u plinovodima povećavaju osjetljivost na grafikonu promjena prosječnih brzina duž dubine ili širine protoka na ulazu u dijafragmu. Duljina ravnih odjeljaka ispred uređaja za sužavanje trebala bi biti najmanje 10 promjera strukture cijevi.
Metoda brzog troška
Za ovu metodu koriste se turbinski pretvarači.Ovi uređaji imaju nekoliko prednosti, uključujući male dimenzije i težinu, pristupačnu cijenu u svojoj kategoriji.
Ovi uređaji nisu osjetljivi na pneumatski udar. Raspon vrijednosti mjerenja protoka je do 1:30, što značajno premašuje isti pokazatelj za uređaje za suženje.
Pretvarač protoka turbine može se koristiti u okruženju na temperaturi od minus 200 do +200 ° C, ako je uređaj instaliran za neagresivne i jednofazne kriogene tekućine. Za agresivne tekućine indikator će biti od minus 60 do +50 ° C
Nedostaci uključuju osjetljivost, iako beznačajna, na izobličenja protoka na ulazu i izlazu uređaja, odstupanje rezultata mjerenja pulsirajućeg protoka plina. Pri niskim troškovima, u rasponu od 8 do 10 m3/ h, mjerači protoka ne rade.
Ultrazvučna metoda mjerenja
Popularnost akustičnih mjerača protoka koji mjere količinu plina, posebno u komercijalnom računovodstvu, porastao je s razvojem mikroelektronike. U akustičkim mjeračima protoka nema pokretnih dijelova, kao ni dijelova koji strše u tok, što značajno povećava njihovu pouzdanost.
Mjerenje se provodi u širokom rasponu vrijednosti zbog sposobnosti uređaja da dugo radi iz ugrađenog izvora napajanja. Domaći uređaji ne ispunjavaju sve potrebne zahtjeve, jer da bi se izbjegao utjecaj izobličenja protoka plina na rezultate izračuna, potrebno je koristiti isključivo snopove s više snopa.
Razvrstavanje mjerača protoka prema principu djelovanja
Mjerači protoka razlikuju se na više načina, uključujući tlak, vrstu korištenog plina i temperaturne uvjete. Odaberite uređaj ovisno o uvjetima upotrebe i zadacima.
Mjerni instrumenti sastoje se od dijelova poput pretvarača koji je odgovoran za pad tlaka, priključnog elementa i manometra.
Tip 1 - Mjerači protoka generatora s mlaznim tintom
Mjerač protoka ovog tipa, također dizajniran za mjerenje protoka prirodnog plina, ima nekoliko karakterističnih karakteristika. Uređaj je prekriven negativnim povratnim informacijama, učestalost mlaznih veza ovisi o protoku plina.
Brojači izdani na osnovi mlaznih mjerača protoka koriste se za komercijalno računovodstvo bez prethodnog ispitivanja.
1 - tintni element; 2 i 3 - pretvarači; 4 - uređaj za vađenje signala; 5 - mlaznica za napajanje; 6 - radna komora; 7 i 8 - zidovi radne komore; 9 - separator; 10 i 11 - upravljačke mlaznice; 12 i 13 - prijemni kanali; 14 i 15 - odvodni kanali; 16 i 17 - povratni kanali; 18 - proširenje mlaznice za napajanje; 19 - izbočina na mlaznici
Mjerač protoka mlaznog samogeneracijskog tipa sklon je začepljenju, među njegovim nedostacima je i nestabilnost stope pretvorbe.
Ovi uređaji imaju slične nedostatke sa vrtložnim uređajima:
- Ovisnost o izobličenju grafikona brzine, pod uvjetom da se koristi zajedno s instrumentima za suženje;
- masivni gubici tlaka nepovratni su;
- glavni dio mjerača protoka ima ogromne dimenzije;
- Značajna volatilnost stope konverzije.
Prednosti samoregenerirajućeg mjerača protoka ne razlikuju se od vrtlog uređaja, s izuzetkom mogućnosti rada sa kontaminiranim plinovima. Ovi mjerači protoka nisu našli široku praktičnu primjenu u komercijalnom računovodstvu.
Tip # 2 - Vortex mjerači protoka
Postoji nekoliko jačina uređaja, uključujući točnost mjerenja, nedostatak osjetljivosti na prljavštinu i pneumatski udar, jednostavnost rada, uređaju nedostaju i pokretni dijelovi.
Uređaji podnose najteže vanjske uvjete, točnost indikatora zagarantovana je na sobnoj temperaturi do 500 Celzijevih stupnjeva, maksimalna razina tlaka je 30 MPa
Poznati su i značajni nedostaci upotrebe ove vrste mjerača protoka - povećana osjetljivost na mehaničke vibracije, pad tlaka. Promjer cijevi trebao bi biti u rasponu od 15-30 cm.
Tip # 3 - Ultrazvučni mjerači protoka
Uređaj, također poznat kao akustički, ima nekoliko neporecivih prednosti:
- nedostatak hidrauličkog otpora;
- u uređaju nema pokretnih dijelova, što povećava njegovu pouzdanost;
- povećana čvrstoća mehanizma;
- brza akcija.
Mjerač protoka ovog tipa temelji se na utvrđivanju razlike u vremenu putovanja signala.
Rad ultrazvučnih mjerača protoka neovisan je o temperaturi, okolnom tlaku, viskoznosti i električnoj vodljivosti, što osigurava točnost podataka
Ultrazvučni senzori, smješteni dijagonalno jedan prema drugom, služe kao prijemnik i odašiljač. Upotreba nekoliko kanala nadoknađuje deformaciju profila protoka.
Tip # 4 - Mjerači protoka bubnja
Ova kategorija uređaja u pravilu se koristi za laboratorijska istraživanja. Tlak koji se javlja tijekom rotacije bubnja dovodi do punjenja dijela plinom i njihovog naknadnog pražnjenja.
Za potpuno funkcioniranje mehanizama za brojanje bubnjeva (bez generatora impulsa) nije potrebno stalno napajanje, što je njihova neosporna prednost
Broj okretaja bubnja proporcionalan je kubičnim jedinicama plina, pokazatelj se prenosi na brojčanik brojačkog dizajna. Mjerači protoka bubnja imaju veliku točnost mjerenja.
Tip # 5 - Levitacijski uređaji
Pokretni dio tahometrijskog uređaja rotira se u ležajevima, brzina je jednaka volumetrijskom protoku plina. Pretvaranje brzine kružnog gibanja u električni signal provodi se pomoću sekundarnog pretvarača, rezultati se odražavaju na pokazatelju.
Uređaji za mjerenje levitacije djeluju u uvjetima od -30 do +50 stupnjeva Celzijusa, pogreška vrijednosti je u rasponu od ± 1,5%
Uređaji za levitaciju potraženi su u komercijalnom mjerenju potrošnje prirodnog plina, kako u kućnim tako i u komunalnim svrhama.
Tip # 6 - Membranski brojači
Patent za proizvodnju jednog od najčešćih mjernih uređaja za mjerenje plina odobren je u drugoj polovici devetnaestog stoljeća u Engleskoj.
Princip rada mehaničkog mjerača protoka temelji se na promjeni položaja memorijskih pokretnih komora u trenutku ulaska plina. Naizmjenično kretanje vrši se na ulazu i izlazu tvari.
Merač protoka plina membrane može se sastojati od 2 ili 4 komore, ovisno o količinama izmjerene tvari i izvedbi
Računarski uređaj pokreće sustav zupčanika i poluge. Mehanizmi imaju širok raspon vrijednosti za mjerenja - do 1: 100.
Tip br. 7 - Rotacijski uređaji
U uređaju s mehaničkim tipom u mjernoj komori nalaze se dva rotora koja se počinju kretati pod pritiskom tvari. Zakretajući dijelovi nalaze se pod pravim kutom jedan prema drugom, njihovo početno mjesto fiksira se pomoću kotača sinkronizatora.
Količina plina proporcionalna je broju okretaja rotora. Uz pomoć magnetske spojnice i prijenosnika, okretanje rotora prenosi se na brojilo odgovorno za akumulaciju volumena prenesene tvari.
Rotacijski mjerač protoka ima veliki kapacitet, koristi se u komunalnim, srednjim i malim količinama potrošnje plina
Glavne prednosti rotacijskih mjerača protoka uključuju visoku mjernu točnost, kompaktnost uređaja, širok raspon mjerenja protoka. Među nedostacima su buka mehanizma, njegova visoka cijena, osjetljivost na vanjske čimbenike, uključujući onečišćenje.
Tip # 8 - Mjerači protoka turbine
Uređaj mehaničkog tipa ima oblik cijevnog segmenta, turbina s osovinom i pokretnim ležajevima postavljena je unutar mjerača protoka. Uređaj za napajanje kreće se zbog tvari koja prolazi kroz mjernu komoru.
Brzina mehanizma jednaka je protoku i protoku plina. Akumulirani volumen ogleda se u mehanizmu za brojanje, prijenos na njega vrši se mehanički pomoću prijenosnika, prijenosnog sustava.
Mjerač turbine može se koristiti samo s čistim pogonskim gorivima - plinom, tekućinom ili parom u suspenziji, pod uvjetom da ne sadrže čvrste čestice
Pored gore navedenog postoje i drugi uređaji, ali oni se u pravilu koriste u znanstvenim istraživanjima. U komercijalnoj sferi oni praktički nisu uključeni.
Također preporučujemo da pročitate naš drugi članak, u kojem smo detaljno razgovarali o tome kako odabrati plinomjer za dom. Više detalja - slijedite vezu.
Uređaji za mjerenje količine plina
Uređaji za mjerenje protoka plina prema metodi izračuna podijeljeni su u nekoliko kategorija. One velike brzine koriste se za određivanje broja volumena ispitivanog medija. Ovi uređaji nemaju mjerne komore. Osjetljivi dio je turbina (tangencijalna ili aksijalna), što dovodi do rotacije toka materije.
Volumetrijska brojila manje ovise o vrsti proizvoda. Njihovi nedostaci uključuju složenost dizajna, visoku cijenu i impresivne dimenzije. Uređaj se sastoji od nekoliko mjernih komora, ima složeniji dizajn. Ova vrsta uređaja podijeljena je u nekoliko vrsta - klip, oštrica, zupčanik.
Poznata je još jedna klasifikacija brojila količine plina, koja uključuje tri vrste uređaja: rotacijski, bubanj i ventil.
Rotacijski brojili imaju visoku propusnost. Njihovo djelovanje temelji se na izračunavanju broja okretaja lopatica unutar uređaja, pokazatelj odgovara volumenu plina. Njihove glavne prednosti uključuju izdržljivost, neovisnost od električne energije i povećanu otpornost na kratkotrajna preopterećenja.
Bubnjevi plinomjeri rade na principu pomicanja. Pokazatelji korekcije poput temperature, sastava plina i razine vlage ne uzimaju se u obzir
Brojači bubnja sastoje se od kućišta, mehanizma za brojanje i bubnja s mjernim komorama. Princip rada uređaja za mjerenje potrošnje plina je odrediti broj okretaja bubnja, koji se rotira zbog razlike tlaka. Unatoč točnosti izračuna, ova vrsta uređaja nije našla široku primjenu zbog svoje glomazne veličine.
Načelo rada potonje vrste brojača, poznato kao brojači ventila, temelji se na kretanju pokretne pregrade, na koju utječe razlika tlaka tvari. Uređaj se sastoji od više dijelova - mehanizma za brojanje i distribuciju plina, kao i kućišta. Ima velike dimenzije, pa se uglavnom koristi u svakodnevnom životu.
O sljedećem videozapisu govorit ćemo o funkcioniranju vrtložnih mjerača protoka plina:
Mjerenje protoka plina jedan je od ključnih zadataka u proizvodnji. Na tržištu mjerača protoka dostupan je ogroman broj uređaja različitih dizajna i načela rada, koji su prikladni i za kućne potrebe. Uz njihovu pomoć možete odrediti gotovo bilo koju količinu tekućine ili plina, bez potrebe za ugradnjom posebnog modela kalibracije.
Možete nadopuniti naš materijal zanimljivim informacijama o temi članka, postaviti zanimljiva pitanja ili sudjelovati u raspravi. Pustite svoje komentare u okvir ispod.