Как работают расходомеры

Расходомеры — это устройства, измеряющие количество жидкости, газа или пара, проходящих через них. Некоторые расходомеры измеряют расход как количество жидкости, прошедшей через расходомер за определенный период времени (например, 100 литров в минуту). Другие расходомеры измеряют общее количество жидкости, прошедшей через расходомер (например, 100 литров).

Расходомеры состоят из основного устройства, преобразователя и передатчика. Преобразователь измеряет поток жидкости, проходящий через основное устройство. Передатчик формирует пригодный для использования сигнал расхода из исходного сигнала преобразователя. Эти компоненты часто комбинируются, поэтому сам расходомер может представлять собой одно или несколько физических устройств.

Измерение расхода можно описать следующим образом:

Q = A · v, что означает, что объем жидкости, проходящей через расходомер, равен площади поперечного сечения трубы (A), умноженной на среднюю скорость жидкости (v); и

W = r · Q, что означает, что массовый расход жидкости, проходящей через расходомер (A), равен плотности жидкости (r), умноженной на объем жидкости (Q).

Объемные расходомеры непосредственно измеряют объем жидкости (Q), проходящей через расходомер. Единственная технология расходомеров, которая измеряет объем напрямую, — это объемные расходомеры.

Расходомеры скорости используют методы измерения скорости (v) потока для определения объемного расхода. Примерами технологий измерения скорости являются магнитные, турбинные, ультразвуковые, вихревые и жидкостные расходомеры.

Расходомеры массового расхода используют методы, позволяющие измерять массовый расход (W) потока. Примерами технологий измерения массового расхода являются кориолисовые расходомеры и терморасходомеры.

Расходомеры, использующие косвенный метод измерения, не измеряют объем, скорость или массу, а измеряют расход, делая вывод о его значении на основе других измеренных параметров. Примерами технологий расходомеров, использующих косвенный метод измерения, являются дифференциальные расходомеры, расходомеры с целевой мишенью и расходомеры с переменным диаметром.

Расходомеры часто используются для компенсации показаний расхода с учетом фактических условий процесса, таких как давление, температура, вязкость и состав.

К дополнительным технологиям расходомеров относятся расходомеры, измеряющие поток жидкости в открытом канале, и встраиваемые расходомеры, измеряющие поток в одной точке трубы и использующие это измерение для определения потока во всей трубе. Встраиваемые системы измерения расхода часто используют вычислитель расхода для компенсации гидравлических эффектов.

Меры предосторожности при установке расходомеров

При работе с жидкостями необходимо убедиться, что расходомер установлен таким образом, чтобы он постоянно был заполнен жидкостью, поскольку газ/пар в расходомере может изменить его геометрию и негативно повлиять на точность измерений.

При работе с газом/паром необходимо убедиться, что расходомер установлен таким образом, чтобы он постоянно был заполнен газом/паром, поскольку жидкость в расходомере может изменить его геометрию и негативно повлиять на точность измерений.

Возмущения, расположенные выше (а иногда и ниже) расходомера, такие как колена трубопровода и регулирующие клапаны, могут негативно повлиять на точность измерения, поскольку расходомер может быть не в состоянии точно измерять потоки с возмущениями. Убедитесь, что регулирующие клапаны расположены ниже расходомера, чтобы их возмущения потока не влияли непосредственно на расходомер (как это было бы, если бы они располагались выше). Также убедитесь, что трубопроводы выше и ниже по потоку правильно спроектированы, с достаточным прямым участком для устранения возмущений, которые могут повлиять на точность измерения.

Следует проявлять особую осторожность при двухфазных потоках, таких как поток жидкости/газа или поток жидкости/твердых веществ, поскольку такие потоки могут негативно повлиять на точность многих расходомеров. Также следует учитывать, что некоторые расходомеры могут засориться и перестать работать в потоках жидкости/твердых веществ.

Меры предосторожности при использовании расходомеров

Каждый тип расходомера имеет свои специфические области применения и ограничения по установке. Не существует универсального расходомера, подходящего для всех случаев. Выбор правильного расходомера должен основываться на области применения, а не на технологии. Многие из этих технологий хорошо работают во многих областях применения. Если начать с области применения, можно выбрать технологию, исходя из точности, стоимости, долговечности и надежности, вместо того, чтобы пытаться подогнать выбранную технологию под имеющиеся задачи.