Debitul este un parametru de control al procesului utilizat în mod obișnuit în procesele de producție industrială. În prezent, există aproximativ peste 100 de debitmetre diferite pe piață. Cum ar trebui utilizatorii să aleagă produse cu performanțe și prețuri mai mari? Astăzi, vom ajuta pe toată lumea să înțeleagă caracteristicile de performanță ale debitmetrelor.
Compararea diferitelor debitmetre
Tipul de presiune diferențială
Tehnologia de măsurare a presiunii diferențiale este în prezent cea mai utilizată metodă de măsurare a debitului, care poate măsura aproape perfect debitul fluidelor monofazate și al fluidelor la temperatură și presiune ridicată în diverse condiții de lucru. În anii 1970, această tehnologie reprezenta odată 80% din cota de piață. Debitmetrul de presiune diferențială este în general compus din două părți: un dispozitiv de strangulare și un transmițător. Dispozitive de strangulare, plăci cu orificii comune, duze, tuburi Pitot, tuburi cu viteză uniformă etc. Funcția dispozitivului de strangulare este de a micșora fluidul care curge și de a face o diferență între amonte și aval. Printre diversele dispozitive de strangulare, placa cu orificii este cea mai frecvent utilizată datorită structurii sale simple și instalării ușoare. Cu toate acestea, are cerințe stricte privind dimensiunile de procesare. Atâta timp cât este procesată și instalată în conformitate cu specificațiile și cerințele, măsurarea debitului poate fi efectuată în intervalul de incertitudine după calificarea inspecției, iar verificarea efectivă a lichidului nu este necesară.
Toate dispozitivele de strangulare au o pierdere de presiune irecuperabilă. Cea mai mare pierdere de presiune este orificiul cu margini ascuțite, care reprezintă 25%-40% din diferența maximă a instrumentului. Pierderea de presiune a tubului Pitot este foarte mică și poate fi ignorată, dar este foarte sensibilă la modificările profilului fluidului.
Tip de zonă variabilă
Un reprezentant tipic al acestui tip de debitmetru este un rotametru. Avantajul său remarcabil este că este direct și nu necesită o sursă de alimentare externă atunci când se efectuează măsurători la fața locului.
Rotametrele sunt împărțite în rotametre cu sticlă și rotametre cu tub metalic, în funcție de fabricație și materiale. Debitmetrul cu rotor de sticlă are o structură simplă, poziția rotorului este clar vizibilă și este ușor de citit. Este utilizat în principal pentru temperaturi normale, presiuni normale, medii transparente și corozive, cum ar fi aerul, gazul, argonul etc. Rotametrele cu tub metalic sunt în general echipate cu indicatori de conectare magnetică, utilizate în situații de temperatură și presiune ridicată și pot transmite semnale standard pentru a fi utilizate cu înregistratoare etc., pentru a măsura debitul cumulativ.
În prezent, pe piață există un debitmetru vertical cu suprafață variabilă, cu cap conic cu arc încărcat. Acesta nu are un tip de condensare și o cameră tampon. Are un interval de măsurare de 100:1 și un ieșire liniară, fiind cel mai potrivit pentru măsurarea aburului.
Oscilant
Debitmetrul vortex este un reprezentant tipic al debitmetrelor oscilante. Acesta constă în plasarea unui obiect nealiniat în direcția de curgere înainte a fluidului, iar fluidul formează două rânduri regulate de vortexuri asimetrice în spatele obiectului. Frecvența trenului vortex este proporțională cu viteza de curgere.
Caracteristicile acestei metode de măsurare sunt lipsa pieselor mobile în conductă, repetabilitatea citirilor, fiabilitatea bună, durata lungă de viață, intervalul larg de măsurare liniară, practic neafectat de schimbările de temperatură, presiune, densitate, vâscozitate etc. și pierderea redusă de presiune. Precizie ridicată (aproximativ 0,5%-1%). Temperatura de lucru poate atinge peste 300℃, iar presiunea de lucru poate atinge peste 30MPa. Cu toate acestea, distribuția vitezei fluidului și debitul pulsatoriu vor afecta precizia măsurării.
Diferite medii pot utiliza diferite tehnologii de detectare a vortexului. Pentru abur, se poate utiliza discul vibrator sau cristalul piezoelectric. Pentru aer, se poate utiliza tehnologia termică sau cu ultrasunete. Pentru apă, sunt aplicabile aproape toate tehnologiile de detectare. La fel ca plăcile cu orificii, debitul vortexului este, de asemenea, determinat de un set de dimensiuni.
Electromagnetic
Acest tip de debitmetru utilizează magnitudinea tensiunii induse generate atunci când fluxul conductiv curge prin câmpul magnetic pentru a detecta debitul. Prin urmare, este potrivit doar pentru medii conductive. Teoretic, această metodă nu este afectată de temperatura, presiunea, densitatea și vâscozitatea fluidului, raportul de măsurare poate ajunge la 100:1, precizia este de aproximativ 0,5%, diametrul țevii aplicabil este de la 2 mm la 3 m și este utilizat pe scară largă în măsurarea debitului de apă și nămol, celuloză sau medii corozive.
Din cauza semnalului slab,debitmetru electromagneticeste de obicei de numai 2,5-8 mV la scară completă, iar debitul este foarte mic, de doar câțiva milivolți, ceea ce este susceptibil la interferențe externe. Prin urmare, este necesar ca carcasa traductorului, firul ecranat, conducta de măsurare și țevile de la ambele capete ale traductorului să fie împământate și să se stabilească un punct de împământare separat. Nu conectați niciodată la împământarea publică a motoarelor, aparatelor electrice etc.
Tip cu ultrasunete
Cele mai comune tipuri de debitmetre sunt debitmetrele Doppler și debitmetrele cu diferență de timp. Debitmetrul Doppler detectează debitul pe baza modificării frecvenței undelor sonore reflectate de ținta în mișcare în fluidul măsurat. Această metodă este potrivită pentru măsurarea fluidelor cu viteză mare. Nu este potrivită pentru măsurarea fluidelor cu viteză mică, iar precizia este scăzută, iar netezimea peretelui interior al țevii trebuie să fie mare, dar circuitul său este simplu.
Debitmetrul cu diferență de timp măsoară debitul în funcție de diferența de timp dintre propagarea înainte și înapoi a undelor ultrasonice în fluidul injectat. Deoarece magnitudinea diferenței de timp este mică, pentru a asigura precizia măsurătorii, cerințele pentru circuitul electronic sunt ridicate, iar costul contorului crește în mod corespunzător. Debitmetrul cu diferență de timp este, în general, potrivit pentru lichide cu flux laminar pur cu câmp uniform de viteză a curgerii. Pentru lichide turbulente, se pot utiliza debitmetre cu diferență de timp multi-fascicul.
Dreptunghiul impulsului
Acest tip de debitmetru se bazează pe principiul conservării momentului de impuls. Fluidul lovește partea rotativă pentru a o face să se rotească, iar viteza părții rotative este proporțională cu debitul. Apoi, se utilizează metode precum magnetismul, optica și numărarea mecanică pentru a converti viteza într-un semnal electric și a calcula debitul.
Debitmetrul cu turbină este cel mai utilizat și cel mai precis tip de instrument. Este potrivit pentru medii gazoase și lichide, dar are o structură ușor diferită. Pentru gaze, unghiul rotorului este mic, iar numărul de palete este mare. Precizia debitmetrului cu turbină poate ajunge la 0,2%-0,5% și poate ajunge la 0,1% într-un interval îngust, iar raportul de reducere este de 10:1. Pierderea de presiune este mică, iar rezistența la presiune este mare, dar are anumite cerințe privind curățenia fluidului și este ușor afectată de densitatea și vâscozitatea fluidului. Cu cât diametrul orificiului este mai mic, cu atât impactul este mai mare. La fel ca în cazul plăcii cu orificiu, asigurați-vă că există suficientă presiune înainte și după punctul de instalare. Secțiunea dreaptă a țevii este pentru a evita rotația fluidului și a schimba unghiul de acțiune al paletei.
Deplasare pozitivă
Principiul de funcționare al acestui tip de instrument este măsurat în funcție de mișcarea precisă a unei cantități fixe de fluid la fiecare rotație a corpului rotativ. Designul instrumentului este diferit, cum ar fi debitmetrul cu angrenaj oval, debitmetrul cu piston rotativ, debitmetrul cu racletă și așa mai departe. Gama de măsurare a debitmetrului cu angrenaj oval este relativ mare, putând ajunge la 20:1, iar precizia este ridicată, dar angrenajul în mișcare se blochează ușor de impuritățile din fluid. Debitul unitar al debitmetrului cu piston rotativ este mare, dar din motive structurale, volumul de scurgere este relativ mare. Mare, precizie slabă. Debitmetrul cu deplasare pozitivă este practic independent de vâscozitatea fluidului și este potrivit pentru medii precum grăsimea și apa, dar nu este potrivit pentru medii precum aburul și aerul.
Fiecare dintre debitmetrele menționate mai sus are propriile avantaje și dezavantaje, dar chiar dacă este vorba de același tip de debitmetru, produsele furnizate de diferiți producători au performanțe structurale diferite.
Data publicării: 15 decembrie 2021