Виды расходомеров

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.

Классификация расходомеров

По принципу действия различают кориолисовые, вихревые, электромагнитные, термально-массовые, ультразвуковые и механические расходомеры. Рассмотрим их принцип работы, преимущества, недостатки и области применения.

Кориолисовые расходомеры

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.

Кориолисовые расходомеры

Преимущества:

  • измерение нескольких параметров одновременно — массового и объемного расхода, плотности и температуры;
  • корректные показатели даже при осадках в трубе;
  • не требуются прямые участки трубопровода;
  • нет движущихся частей — кориолисовый расходомер не нужно обслуживать и менять запчасти.

Недостатки:

  • при вибрациях показатели искажаются.

Вихревые расходомеры

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.

Вихревые расходомеры

Преимущества:

  • подходят для измерения жидкости, пара и газа;
  • отсутствуют подвижные части;
  • не чувствительны к примесям в измеряемой среде.

Недостатки:

  • необходимы прямые участки трубы до и после прибора, что усложняет установку в ограниченном пространстве;
  • менее эффективны для трубопроводов с диаметром более 300 мм;
  • потенциальная чувствительность к загрязнению — накопление отложений на обтекателе или в измерительной камере влияет на точность измерений, потребуется регулярная очистка.

Электромагнитные расходомеры

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.

Электромагнитные расходомеры

Преимущества:

  • сохраняют скорость транспортировки жидкостей, так как нет подвижных частей;
  • большой динамический диапазон измерений — от 1:100 до 1:1000;
  • измерение расхода среды с давлением до 32 Мпа;
  • проверка прибора раз в 4 года;
  • есть индикатор накопленного объема и расхода.

Недостатки:

  • требуется постоянное подключение к электросети 220В;
  • измеряют только проводящие жидкости, что исключает их использование для нефти и масел;
  • возможны засорения трубопровода металлическим мусором из магнитной системы устройства, особенно в приборах с постоянным магнитом.

Расходомеры термально-массовые

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.

Расходомеры термально-массовые

Преимущества:

  • измеряют массу газа, а не его объем, что делает термально-массовый расходомер менее чувствительным к изменениям в составе и свойствах газа;
  • отсутствие движущихся частей в конструкции;
  • точно измеряют расход при быстро меняющихся условиях.

Недостатки:

  • пористые элементы и сенсоры могут загрязняться, что искажает точность измерений.

Ультразвуковые расходомеры

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.

Ультразвуковые расходомеры

Преимущества:

  • подходят для монтажа на трубопроводы диаметром от 50 до 3500 мм;
  • не требует прямого контакта с измеряемой средой;
  • ультразвуковой расходомер совместим с системами охлаждения;
  • отсутствует необходимость в частой калибровке.

Недостатки:

  • твердые частицы или пузырьки газа в жидкости негативно влияют на точность измерений;
  • некорректно отображают данные при перекосе потока.

Механические расходомеры

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.

Механические расходомеры

Преимущества:

  • могут работать при температуре от -10 до +100 °С;
  • точные измерения без погрешностей;
  • работа с жидкостями разной вязкости;
  • работают при высоком давлении — до 1,6 МПа.

Недостатки:

  • есть движущиеся части, которые со временем изнашиваются;
  • потеря давления потока за счет наличия измерительного механизма в трубопроводе.
Оставить заявку
Заказать звонок
Мы перезвоним, ответим на вопросы,
поможем с выбором деталей