Prietok je bežne používaný parameter riadenia procesov v priemyselných výrobných procesoch. V súčasnosti je na trhu približne viac ako 100 rôznych prietokomerov. Ako by si mali používatelia vybrať produkty s vyšším výkonom a cenou? Dnes sa zoznámime s výkonnostnými charakteristikami prietokomerov.
Porovnanie rôznych prietokomerov
Typ diferenčného tlaku
Technológia merania diferenčného tlaku je v súčasnosti najpoužívanejšou metódou merania prietoku, ktorá dokáže merať prietok jednofázových kvapalín a kvapalín pri vysokej teplote a vysokom tlaku za rôznych pracovných podmienok. V 70. rokoch 20. storočia táto technológia predstavovala 80 % podiel na trhu. Prietokomer diferenčného tlaku sa zvyčajne skladá z dvoch častí: škrtiaceho zariadenia a vysielača. Škrtiace zariadenia, bežné clony, dýzy, Pitotove trubice, trubice s rovnomernou rýchlosťou atď. Funkciou škrtiaceho zariadenia je zmenšiť prúdiacu kvapalinu a vytvoriť rozdiel medzi jej prietokom proti prúdu a prúdom po prúde. Spomedzi rôznych škrtiacich zariadení je clona najčastejšie používaná kvôli svojej jednoduchej konštrukcii a jednoduchej inštalácii. Má však prísne požiadavky na spracovateľské rozmery. Pokiaľ je spracovaná a nainštalovaná v súlade so špecifikáciami a požiadavkami, meranie prietoku je možné vykonať v rozsahu neistoty po kvalifikácii kontroly a nie je potrebné skutočné overenie kvapaliny.
Všetky škrtiace zariadenia majú nenahraditeľnú stratu tlaku. Najväčšia strata tlaku je v otvore s ostrou hranou, čo je 25 % – 40 % maximálneho rozdielu prístroja. Strata tlaku v Pitotovej trubici je veľmi malá a možno ju zanedbať, ale je veľmi citlivá na zmeny profilu kvapaliny.
Typ variabilnej oblasti
Typickým predstaviteľom tohto typu prietokomeru je rotameter. Jeho vynikajúcou výhodou je, že je priamy a pri meraní na mieste nevyžaduje externý zdroj napájania.
Rotametre sa delia na sklenené rotametre a rotametre s kovovou rúrkou podľa ich výroby a materiálov. Prietokomer so skleneným rotorom má jednoduchú konštrukciu, poloha rotora je jasne viditeľná a ľahko čitateľná. Používa sa najmä pre normálnu teplotu, normálny tlak, transparentné a korozívne médiá, ako je vzduch, plyn, argón atď. Rotametre s kovovou rúrkou sú zvyčajne vybavené indikátormi magnetického pripojenia, používajú sa v situáciách s vysokou teplotou a vysokým tlakom a môžu prenášať štandardné signály na použitie so záznamníkmi atď. na meranie kumulatívneho prietoku.
V súčasnosti je na trhu vertikálny prietokomer s premenlivou plochou a kužeľovou hlavicou s pružinovou zaťaženou hlavicou. Nemá kondenzačný typ a vyrovnávaciu komoru. Má merací rozsah 100:1 a lineárny výstup, čo je najvhodnejšie na meranie pary.
Oscilačné
Vírový prietokomer je typickým predstaviteľom oscilačných prietokomerov. Jeho úlohou je umiestniť neprúdený objekt do smeru prúdenia tekutiny a tekutina za ním vytvorí dva pravidelné asymetrické vírové rady. Frekvencia vírového sledu je úmerná rýchlosti prúdenia.
Charakteristickými znakmi tejto metódy merania sú absencia pohyblivých častí v potrubí, opakovateľnosť údajov, dobrá spoľahlivosť, dlhá životnosť, široký lineárny rozsah merania, takmer neovplyvnenosť zmenami teploty, tlaku, hustoty, viskozity atď. a nízka tlaková strata. Vysoká presnosť (približne 0,5 % – 1 %). Jej pracovná teplota môže dosiahnuť viac ako 300 ℃ a pracovný tlak viac ako 30 MPa. Rozloženie rýchlosti kvapaliny a pulzujúci tok však ovplyvnia presnosť merania.
Rôzne médiá môžu používať rôzne technológie snímania vírov. Pre paru možno použiť vibračný disk alebo piezoelektrický kryštál. Pre vzduch možno použiť tepelný alebo ultrazvukový senzor. Pre vodu sú použiteľné takmer všetky technológie snímania. Rovnako ako clony, aj vír... Koeficient prietoku prietokomera je určený aj súborom rozmerov.
Elektromagnetické
Tento typ prietokomeru využíva na detekciu prietoku veľkosť indukovaného napätia generovaného prietokom vodivého prúdu cez magnetické pole. Preto je vhodný len pre vodivé médiá. Teoreticky nie je táto metóda ovplyvnená teplotou, tlakom, hustotou a viskozitou kvapaliny, pomer rozsahu môže dosiahnuť 100:1, presnosť je približne 0,5 %, použiteľný priemer potrubia je od 2 mm do 3 m a je široko používaný na meranie prietoku vody a kalu, buničiny alebo korozívnych médií.
Kvôli slabému signálu,elektromagnetický prietokomerje zvyčajne iba 2,5 – 8 mV pri plnom rozsahu a prietok je veľmi malý, len niekoľko milivoltov, čo je náchylné na vonkajšie rušenie. Preto je potrebné, aby kryt vysielača, tienený kábel, meracie potrubie a potrubia na oboch koncoch vysielača boli uzemnené a aby mali samostatný uzemňovací bod. Nikdy nepripájajte k verejnému uzemneniu motorov, elektrických spotrebičov atď.
Ultrazvukový typ
Najbežnejšie typy prietokomerov sú Dopplerov prietokomer a prietokomer s časovým rozdielom. Dopplerov prietokomer detekuje prietok na základe zmeny frekvencie zvukových vĺn odrážaných pohybujúcim sa cieľom v meranej kvapaline. Táto metóda je vhodná na meranie vysokorýchlostných kvapalín. Nie je vhodná na meranie nízkorýchlostných kvapalín, presnosť je nízka a vyžaduje sa vysoká hladkosť vnútornej steny potrubia, ale jeho obvod je jednoduchý.
Prietokomer s časovým rozdielom meria prietok podľa časového rozdielu medzi šírením ultrazvukových vĺn v doprednom a spätnom smere vo vstrekovanej kvapaline. Keďže veľkosť časového rozdielu je malá, požiadavky na elektronický obvod sú vysoké, aby sa zabezpečila presnosť merania, a preto sa náklady na merač zodpovedajúcim spôsobom zvyšujú. Prietokomer s časovým rozdielom je vo všeobecnosti vhodný pre kvapaliny s čistým laminárnym prúdením a rovnomerným poľom rýchlosti prúdenia. Pre turbulentné kvapaliny je možné použiť viaclúčové prietokomery s časovým rozdielom.
Obdĺžnik hybnosti
Tento typ prietokomeru je založený na princípe zachovania momentu hybnosti. Kvapalina pôsobí na rotujúcu časť, aby ju roztočila, a rýchlosť rotujúcej časti je úmerná prietoku. Na výpočet prietoku sa potom použije metóda, ako je magnetizmus, optika a mechanické počítanie, na prevod rýchlosti na elektrický signál.
Turbínový prietokomer je najpoužívanejším a najpresnejším typom tohto typu prístroja. Je vhodný pre plynné a kvapalné médiá, ale má mierne odlišnú konštrukciu. Pri plyne má malý uhol obežného kolesa a veľký počet lopatiek. Presnosť turbínového prietokomeru môže dosiahnuť 0,2 % – 0,5 % a v úzkom rozsahu môže dosiahnuť 0,1 % a pomer redukovania je 10:1. Strata tlaku je malá a odolnosť voči tlaku je vysoká, ale má určité požiadavky na čistotu kvapaliny a je ľahko ovplyvnená hustotou a viskozitou kvapaliny. Čím menší je priemer otvoru, tým väčší je náraz. Rovnako ako pri clone, uistite sa, že pred a za bodom inštalácie je dostatočný priestor. Rovný úsek potrubia zabraňuje otáčaniu kvapaliny a zmene uhla pôsobenia lopatiek.
Pozitívny posun
Princíp fungovania tohto typu prístroja spočíva v presnom meraní pohybu pevného množstva kvapaliny pri každej otáčke rotujúceho telesa. Konštrukcia prístroja je rôzna, napríklad prietokomer s oválnym ozubeným kolesom, prietokomer s rotačným piestom, prietokomer so škrabkou atď. Rozsah prietokomeru s oválnym ozubeným kolesom je relatívne veľký a môže dosiahnuť 20:1, čo má vysokú presnosť, ale pohybujúce sa ozubené koleso sa môže ľahko zaseknúť v dôsledku nečistôt v kvapaline. Jednotkový prietok prietokomeru s rotačným piestom je veľký, ale z konštrukčných dôvodov je objem úniku relatívne vysoký. Veľký, nízka presnosť. Objemový prietokomer je v podstate nezávislý od viskozity kvapaliny a je vhodný pre médiá ako mastnota a voda, ale nie je vhodný pre médiá ako para a vzduch.
Každý z vyššie uvedených prietokomerov má svoje výhody a nevýhody, ale aj keď ide o rovnaký typ merača, produkty od rôznych výrobcov majú odlišné konštrukčné vlastnosti.
Čas uverejnenia: 15. decembra 2021