Расходомеры используются для точного учета расхода воды, масел, нефти, пара, газа, кислотных и щелочных растворов. Необходимы для коммерческого учета ресурсов, контроля технологических процессов в производственных системах, анализа и регулирования потока теплоносителей.
По принципу действия различают кориолисовые, вихревые, электромагнитные, термально-массовые, ультразвуковые и механические расходомеры. Рассмотрим их принцип работы, преимущества, недостатки и области применения.
Используются для измерения массы расходуемых жидкостей и газов, а также определения плотности и температуры этих сред. Внутри расходомера находятся одна или несколько измерительных трубок, которые приводятся в колебание с определённой частотой. При отсутствии потока эти трубки вибрируют синхронно.
Когда через них проходит среда, возникают силы Кориолиса, вызывающие искажение колебаний трубок и появление разности фаз между входом и выходом. Эта разность фаз пропорциональна массовому расходу и регистрируется датчиками. Кроме того, частота колебаний трубок зависит от плотности среды, что позволяет одновременно измерять и этот параметр.
Преимущества:
Недостатки:
Внутри вихревого расходомера устанавливается тело обтекания, которое, взаимодействуя с жидкостью, газом или паром, создает за собой чередующиеся вихри. Частота появления этих вихрей зависит от скорости потока и рассчитывается на основе числа Струхаля и ширины препятствия в потоке.
Специальные датчики фиксируют частоту этих вихрей, преобразуя ее в электрический сигнал, который затем обрабатывается для определения расхода среды. Рекомендуется иметь прямой участок длиной не менее 10 диаметров трубы перед прибором и 5 диаметров после него для точности измерений и стабильного формирования вихрей.
Преимущества:
Недостатки:
Используются для определения объемного расхода жидкостей, которые проводят электричество: вода, кислоты, щелочи и суспензии. Для создания поля воздействия электромагнитный расходомер использует катушки. Когда проводящая электричество жидкость проходит через это поле, в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС), зависящая от скорости потока.
Для корректной работы требуется наличие прямого участка длиной не менее 5 диаметров трубы перед прибором и 3 диаметров после него. Кроме этого, трубопровод в месте установки должен быть полностью заполнен жидкостью.
Преимущества:
Недостатки:
Термально-массовые расходомеры используют два температурных сенсора (термометров сопротивления), установленных в потоке измеряемой среды. Один из сенсоров измеряет текущую температуру среды, а второй постоянно подогревается до температуры выше среды.
При отсутствии потока разность температурного режима между сенсорами остается постоянной. Когда среда начинает двигаться, поток отводит тепло от нагретого сенсора, вызывая его охлаждение. Для поддержания постоянной разности температур система увеличивает подводимую к нагретому сенсору мощность.
Преимущества:
Недостатки:
Измеряют время прохождения ультразвуковых сигналов через поток среды. Два датчика, размещенные по диагонали, поочередно излучают и принимают ультразвуковые сигналы. Импульс, направленный по направлению потока, проходит значительно быстрее импульса против потока. Разница во времени прохождения этих сигналов в обоих направлениях зависит от средней скорости потока, что позволяет вычислить объемный расход.
Преимущества:
Недостатки:
В основе работы лежит взаимодействие движущейся среды с лопастями, турбиной или поршнем. Когда жидкость или газ проходит через прибор, он приводит эти элементы в движение. Скорость или частота вращения подвижных частей пропорциональна скорости потока, что позволяет определить расход среды. Механический расходомер устанавливается на прямой участок трубы, чтобы исключить турбулентность потока.
Преимущества:
Недостатки: