Jak a jakým způsobem se měří průtok plynu: metody měření + přehled všech typů průtokoměrů plynu
Průtokoměr je zařízení pro měření objemového nebo hmotnostního průtoku látky, včetně zemního plynu, hořlavých, korozivních plynů, produktů separace vzduchu. Výpočet objemů průtoku v průmyslových podnicích nebo v každodenním životě lze provádět bez zapojení specialistů.
Dále vám řekneme, jak a v jakém množství se plyn měří, poskytneme popis přístrojů, které se k tomuto účelu používají, a také zvážíme hlavní metody určování průtoku plynu.
Obsah článku:
Přímá metoda měření spotřeby plynu
Objem plynu se počítá v metrech krychlových, méně často se používají jiné jednotky hmotnosti, jako jsou tuny nebo kilogramy, obvykle u procesních plynů.
Přímá metoda je jedinou metodou, která poskytuje přímé měření objemu procházejícího plynu.
Mezi slabé stránky přístrojů, které počítají objemový nebo hmotnostní tok látky, patří:
- Omezený výkon průtokoměrů v podmínkách kontaminovaného plynu.
- Existuje vysoká pravděpodobnost selhání v důsledku částečné obstrukce průtoku nebo pneumatického rázu.
- Vysoká cena rotačních čítačů ve srovnání s jinými zařízeními.
- Velké rozměry zařízení.
Četné výhody této metody převažují nad uvedenými nevýhodami, a proto se nejvíce rozšířila co do počtu instalovaných měřičů.
Patří mezi ně přímé měření objemu plynu, absence závislosti na zkreslení grafu průtoku, jak na vstupu, tak na výstupu, což umožňuje snížit UUG. Šířka rozsahu je až 1:100. K tomuto účelu se používají membránová a rotační zařízení. Lze je použít v místnostech s nainstalovanými pulzními kotli.
Metody nepřímého měření
Tyto metody zahrnují výpočet například rychlosti toku látky danou plochou průřezu. Pro získání co nejpřesnějších výsledků je nutné vyrovnat rychlost plynu.
Měření průtoku plynu diferenčním tlakem
Jedna z nejběžnějších a nejstudovanějších metod proudění plynu, založená na použití omezovacího zařízení, má několik výhod, včetně jednoduchosti mechanismu převodníku proudění, jehož činnost je zaměřena na měření poklesu tlaku látky proudící skrz místní omezení v plynovodu. Nejsou vyžadovány žádné výpočty průtokoměr stojí.
Navzdory přítomnosti kompletní vědecké a technické základny má tato metoda měření několik významných nedostatků - malý rozsah měření, který ani při zohlednění vícerozsahových tlakových senzorů nepřesahuje hodnotu 1:10.
Hydraulický odpor v plynovodů zvýšit citlivost na plán změn vprůměrný rychlosti podél hloubky nebo šířky toku na vstupu do membrány.Délka přímých úseků před zužovacími zařízeními musí být minimálně 10 průměrů DN potrubní konstrukce.
Vysokorychlostní metoda pro stanovení nákladů
Pro tuto metodu se používají konvertory turbínového typu. Tato zařízení mají několik výhod, včetně malých rozměrů a hmotnosti a dostupné ceny ve své kategorii.
Tato zařízení nejsou citlivá na pneumatické rázy. Rozsah hodnot měření průtoku je až 1:30, což výrazně převyšuje stejný ukazatel pro omezovací zařízení.
Mezi nevýhody patří citlivost, byť nevýznamná, na zkreslení proudění na vstupu a výstupu zařízení, odchylka výsledků měření pulzujících proudů plynu. Při malých průtocích v rozmezí od 8 do 10 m3/h, průtokoměry jsou nefunkční.
Ultrazvuková metoda měření
Obliba akustických průtokoměrů, které měří množství plynu, zejména v komerčním účetnictví, se zvýšil s rozvojem mikroelektroniky. Akustické průtokoměry nemají žádné pohyblivé části nebo části vyčnívající do proudu, což výrazně zvyšuje jejich spolehlivost.
Měření se provádí v širokém rozsahu hodnot díky schopnosti zařízení pracovat po dlouhou dobu z vestavěného zdroje energie. Domácí zařízení nesplňují všechny potřebné požadavky, protože aby se zabránilo vlivu zkreslení průtoku plynu na výsledky výpočtu, je nutné používat výhradně vícepaprskové ultrazvukové průtokoměry.
Klasifikace průtokoměrů podle principu činnosti
Průtokoměry se liší v několika parametrech, včetně tlaku, typu použitého plynu a teplotních podmínek. Zařízení by mělo být vybráno v závislosti na podmínkách použití a také na přidělených úkolech.
Měřicí přístroje se skládají z částí, jako je převodník odpovědný za diferenční tlak, spojovací prvek a manometr.
Typ #1 - inkoustová samogenerátor Průtokoměry
Tento typ průtokoměru, určený také k měření průtoku zemního plynu, má několik charakteristických vlastností. Zařízení je pokryto negativní zpětnou vazbou, frekvence připojení trysek závisí na průtoku plynu.
Měřidla vyráběná na bázi proudových průtokoměrů se používají pro komerční účetnictví bez předběžného zkoumání.
Tryskový průtokoměr samogenerátor typ je náchylný k zanášení, k jeho nevýhodám patří také nestabilita konverzního poměru.
Tato zařízení mají podobné nevýhody jako vortexová zařízení:
- závislost na zkreslení grafu rychlosti za předpokladu, že se používá ve spojení se zužujícími zařízeními;
- masivní tlakové ztráty jsou nevratné;
- hlavní část průtokoměru má obrovské rozměry;
- výrazná nestabilita konverzního poměru.
Výhody samogenerátor průtokoměry se neliší od vírového zařízení, s výjimkou schopnosti pracovat s kontaminovanými plyny.Tyto průtokoměry nenašly široké praktické využití v komerčním účetnictví.
Typ #2 - vírové průtokoměry-počítadla
Zařízení má několik silných stránek, včetně přesnosti měření, nedostatečné citlivosti na nečistoty a pneumatické otřesy, snadného ovládání a zařízení také nemá žádné pohyblivé části.
Jsou známy i významné nevýhody použití tohoto typu průtokoměrů - zvýšená citlivost na mechanické vibrace, tlaková ztráta. Průměr trubky by měla být v rozmezí 15-30 cm.
Typ #3 - ultrazvukové průtokoměry
Zařízení, známé také jako akustické zařízení, má několik nepopiratelných výhod:
- nedostatek hydraulického odporu;
- zařízení nemá žádné pohyblivé části, což zvyšuje jeho spolehlivost;
- zvýšená pevnost mechanismu;
- rychlá akce.
Tento typ průtokoměru je založen na stanovení rozdílu v době průchodu signálu.
Ultrazvukové senzory, umístěné diagonálně vůči sobě navzájem, plní funkce přijímače a vysílače. Použití více kanálů kompenzuje deformaci profilu proudění.
Typ #4 - bubnové průtokoměry
Tato kategorie zařízení se zpravidla používá pro laboratorní výzkum. Tlak generovaný během otáčení bubnu způsobuje naplnění sekcí plynem a následné vyprázdnění.
Počet otáček bubnu je úměrný kubickým jednotkám plynu, indikátor se přenáší na číselník počítací struktury. Bubnové průtokoměry mají vysokou přesnost měření.
Typ #5 - levitace zařízení
Pohyblivá část tachometru se otáčí v ložiskách, rychlost je rovna objemovému průtoku plynu. Rychlost kruhového pohybu je pomocí sekundárního převodníku převedena na elektrický signál, výsledky se projeví na indikátoru.
Levitace Zařízení jsou žádaná pro komerční měření spotřeby zemního plynu, a to jak pro domácí, tak pro energetické účely.
Typ #6 - membránové měřiče
Patent na výrobu jednoho z nejběžnějších zařízení na měření plynu byl vydán v druhé polovině devatenáctého století v Anglii.
Princip činnosti mechanického průtokoměru je založen na změně polohy membrán pohyblivé komory v okamžiku vstupu plynu. Při vstupu a výstupu látky dochází ke střídavému pohybu.
Počítací zařízení je poháněno soustavou převodovek a pák. Mechanismy mají široký rozsah hodnot měření - až 1:100.
Typ #7 - rotační zařízení
V zařízení mechanického typu jsou v měřicí komoře umístěny dva rotory, které se začnou pohybovat pod tlakem látky.Rotační části jsou umístěny v pravém úhlu k sobě, jejich počáteční umístění je fixováno pomocí synchronizačních kol.
Množství plynu je úměrné počtu otáček rotorů. Pomocí magnetické spojky a převodovky se rotace rotoru přenáší na počítací zařízení, které je zodpovědné za akumulaci objemu prošlé látky.
Mezi hlavní přednosti rotačních průtokoměrů patří vysoká přesnost měření, kompaktnost zařízení a široká škála měření průtoku. Mezi nevýhody patří hluk mechanismu, jeho vysoká cena a citlivost na vnější faktory, včetně znečištění.
Typ #8 - turbínové průtokoměry
Zařízení mechanického typu má tvar kusu trubky, uvnitř průtokoměru je turbína s hřídelí a pohyblivými podpěrami. Výkonové zařízení se pohybuje v důsledku průchodu látky měřicí komorou.
Rychlost pohybu mechanismu se rovná rychlosti proudění a spotřebě plynu. Nahromaděný objem se odráží na počítacím mechanismu, přenos do něj se provádí mechanicky pomocí převodovky nebo převodového systému.
Kromě uvedených zařízení existují další zařízení, která se však zpravidla používají ve vědeckém výzkumu. V komerční sféře se prakticky neangažují.
Doporučujeme také přečíst si náš další článek, kde jsme si podrobně povídali o tom, jak vybrat plynoměr pro váš domov. Další podrobnosti - přejděte na odkaz.
Přístroje pro měření množství plynů
Zařízení pro měření průtoku plynu jsou rozdělena do několika kategorií podle způsobu výpočtu. Rychlostní jedničky se používají k určení objemového čísla studovaného média. Tato zařízení nemají měřicí komory. Citlivá část je oběžné kolo (tangenciální nebo axiální), který je poháněn tokem hmoty do rotace.
Objemová měřidla jsou méně závislá na typu produktu. Mezi jejich nevýhody patří složitost designu, vysoká cena a působivé rozměry. Zařízení se skládá z několika měřicích komor a má složitější konstrukci. Tento typ zařízení se dělí na několik typů - píst, lopatka, ozubené kolo.
Je známa další klasifikace plynoměrů, která zahrnuje tři typy zařízení: rotační, bubnový a ventilový.
Rotační měřiče mají vysokou průchodnost. Jejich působení je založeno na výpočtu počtu otáček lopatek uvnitř zařízení, indikátor odpovídá objemu plynu. Mezi jejich hlavní přednosti patří životnost, nezávislost na elektřině a zvýšená odolnost proti krátkodobému přetížení.
Bubnové čítače se skládají z pouzdra, počítacího mechanismu a bubnu s měřicími komorami. Princip činnosti zařízení pro měření spotřeby plynu spočívá ve zjišťování počtu otáček bubnu, který se otáčí vlivem tlakového rozdílu. Navzdory přesnosti výpočtů tento typ přístroje nenašel široké použití kvůli své objemné velikosti.
Princip činnosti posledního typu měřidel, známých jako ventilové měřiče, je založen na pohybu pohyblivé přepážky, na kterou působí tlakový rozdíl látky. Zařízení se skládá z několika částí - počítacího a distribučního mechanismu plynu a pouzdra. Má velké rozměry, takže se používá hlavně v běžném životě.
Závěry a užitečné video k tématu
Jak fungují vírové průtokoměry plynu, bude diskutováno v následujícím videu:
Měření průtoku plynu je jedním z klíčových úkolů ve výrobě. Trh s průtokoměry nabízí obrovské množství zařízení s různými konstrukcemi a principy fungování, které jsou vhodné i pro domácí potřeby. S jejich pomocí můžete určit téměř jakékoli množství kapaliny nebo plynu, aniž byste potřebovali speciální instalaci kalibračního standardu.
Náš materiál můžete doplnit zajímavými informacemi k tématu článku, ptát se nebo se zapojit do diskuze. Zanechte své komentáře v bloku níže.
