Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Руководство по выбору расходомера. Часть 1

19 марта 2018 г. в 10:45

Определение метода измерения расхода в зависимости от характеристик измеряемой среды

Расходомеры

В промышленности на узлах технического и коммерческого учета энергоресурсов, в системах регулирования и дозирования в настоящее время чаще всего применяют ультразвуковые, электромагнитные, вихревые и кориолисовые расходомеры. Учитывая многообразие измеряемых сред и возникающих измерительных задач, выбор подходящего по своим характеристикам измерителя расхода является достаточно сложной задачей. Даже если выбирать только среди указанных четырех типов расходомеров.

Цель этого руководства — дать начальное представление о пригодности каждого из четырех методов измерения расхода для решения имеющейся измерительной задачи. А также существующих ограничениях и особенностях применения расходомеров каждого типа.

К основным (базовым) критериям выбора типа измерителя расхода относятся:

  1. Характеристики измеряемой среды (физико-химические свойства);
  2. Необходимость измерения реверсивных потоков или массового расхода;
  3. Динамический диапазон измерения;
  4. Точность измерения, межповерочный интервал и наличие возможности поверки расходомера без его демонтажа;
  5. Надежность, эксплуатационные характеристики.

В данной части руководства рассмотрим применимость расходомеров с кориолисовым, ультразвуковым, электромагнитным и вихревым методом измерения в зависимости от характеристик измеряемой среды.

Физико-химические свойства измеряемой среды играют определяющее значение при выборе метода измерения расхода и конструктивного исполнения расходомера. К физико-химическим свойствам среды относятся такие параметры как агрегатное состояние среды, ее температура и давление (номинальные, минимальные и максимальные), вязкость и химическая активность, наличие в ней примесей, склонность к образованию отложений и т.п.

Электромагнитные расходомеры

Так электромагнитные расходомеры предназначены только для измерения электропроводящих жидкостей, растворов и пульпы. Измерение расхода химически обессоленной воды, пара и газов невозможно с помощью расходомеров данного типа. При выборе конкретной модификации электромагнитного расходомера особое внимание нужно уделить материалу футеровки измерительной части, так как именно от нее зависит температурная и коррозионная стойкость измерительной части датчика. Неправильный выбор материала футеровки может привести к ее вспучиванию, отслоению и как результат, к недостоверным показаниям или выходу расходомера из строя.

Основные материалы, применяемые для футеровки измерительной части электромагнитных расходомеров, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Материал футеровки Область применения Диапазон температур измеряемой среды, °С
PFA (перфторалоксид) Превосходная стойкость к воздействию высоких температур, коррозионно-активных веществ и механическим напряжениям. Низкая устойчивость к истиранию. -29...+177
PTFE (Политетрафторэтилен) Более экономичный в сравнении с PFA. Отличная стойкость к воздействию химикатов, но меньшая износостойкость по сравнению с PFA. Хорошая размерная стабильность. -29...+177
ETFE (этилентетрафторэтилен) Высокая прочность на разрыв и ударопрочность. Характеристики стойкости к воздействию химикатов и к износу аналогичные PTFE, но максимальная температура ниже. -29...+149
Полиуретан, твердая резина Обычно используется для чистой воды (без химикатов). Износостойкость к шламу, содержащему мелкие частицы. -18...+60
Неопрен Обычно используется для пресной и морской воды. Износостойкость к шламу, содержащему мелкие частицы. -18...+85
Linatex Обычно используется для горного шлама, высокая стойкость к износу от обломков породы. -18...+70

В зависимости от производителя расходомеров и способа нанесения футеровки, температурные и механические характеристики могут незначительно отличаться.

Электромагнитные расходомеры, в зависимости от конструктивного исполнения, способны работать в диапазоне температур измеряемой среды от -30 до +180 °С, давлении до 16 МПа и выше, вязкости измеряемой среды от 0,1 до 100 000 мПа·с. Следует учитывать, что некоторые электромагнитные расходомеры, в зависимости от материала футеровки, могут иметь ограничения на установку на всасывающем трубопроводе насосов, так как понижение давления может привести к отслаиванию футеровки.

Вихревые расходомеры

Вихревые расходомеры являются самыми «всеядными» в плане измеряемых сред. Расход холодных и горячих жидкостей, независимо от их электропроводящих свойств, насыщенного и перегретого пара, природного и технических газов может быть измерен с помощью расходомеров данного типа. Но и у них есть свои ограничения связанные с используемым методом измерения: вихревые датчики расхода не предназначены для измерения вязких и загрязненных сред и сред склонных к образованию отложений. Кроме того расходомеры данного типа наиболее чувствительны к турбулентности и неоднородности потока и вибрации трубопровода.

Учитывая, что измерительная часть вихревых расходомеров выполнена из металла, без применения полимерных футеровок, данный тип датчиков расхода может использоваться для измерения с температурой от −40 до +250°С. Давление среды обычно не должно превышать 10 МПа, максимальная вязкость ограничена величиной примерно 10 мПа*с.

При измерении высокотемпературных сред для защиты электроники электронного блока расходомера от перегрева и обеспечения удобной и безопасной их эксплуатации рекомендуется использовать разнесенное исполнение (независимо от типа расходомера и метода измерения). При разнесенном исполнении измерительная часть расходомера располагается на трубе, а блок электроники и индикации на некотором удалении от нее, в удобном для обслуживания месте с нормальным температурным режимом.

Ультразвуковые расходомеры

Ультразвуковые расходомеры предназначены для измерения расходов чистых (гомогенных) и загрязненный (гетерогенных) жидкостей и газов в зависимости от метода измерения. Для измерения чистых однородных сред следует выбирать ультразвуковой расходомер с время-импульсным методом измерения. Для измерения загрязненный многофазных сред следует выбирать расходомер с доплеровским методом измерения.

Ультразвуковые расходомеры имеют наиболее широкий диапазон применения по температуре и давлению измеряемой среды. Так для расходомеров с врезными датчиками температура измеряемой среды может быть в пределах от −200 до +200°С, давление до 4 МПа, вязкость среды от 0 до 350 мПа*с. Расходомеры с накладными датчиками рассчитаны на температуру измеряемой среды от −40 до +120°С и не имеют ограничений по максимальному давлению (величина максимального давления ограничивается только прочностными характеристиками самого трубопровода). Вязкость измеряемой среды может быть в пределах от 0,5 до 2500 мПа*с.

Кориолисовые расходомеры

Кориолисовые расходомеры используются для высокоточного измерения расхода (массы) жидкостей, в том числе жидкостей с высокой вязкостью, а также жидкостей с включением твердых компонентов и растворенных газов (до нескольких процентов по объему). Наибольшее применение расходомеры данного типа получили для измерения расхода и дозирования коррозионно-активных веществ, топлива и сжиженных углеводородных газов.

Кориолисовые расходомеры обеспечивают высокоточное измерение массового расхода при изменении температуры и давления измеряемой среды в широких пределах, не чувствительны к турбулентности потока, поэтому не требуют прямолинейных участков до и после расходомера. Рассчитаны на измерение расхода среды с температурой от −50 до +180°С, давлением до 40 МПа и вязкостью от 0 до 100 000 мПа*с.

Для удобства выбора типа расходомера в зависимости от физико-химических свойств среды и измерительной задачи, все данные по четырем рассмотренным выше методам измерения, сведены в таблицы 2 и 3.

Таблица 2.

Метод измерения Измеряемая среда Диапазон температур, °С Максимальное давление, МПа Диапазон вязкости, мПа*с
Электромагнитный Электропроводящие жидкости -30...+180 16 0,1...100000
Вихревой Жидкости, пар, газы -40...+250 10 0...10
Ультразвуковой (врезные датчики) Жидкости, газы -200...+200 4 0...300
Ультразвуковой (накладные датчики) Жидкости, газы -40...+120 Нет ограничений 0,5...2500
Кориолисовый Жидкости, газы -50...+180 40 0...100000

Таблица 3.

Метод измерения Возможность применения в системах коммерческого учета Возможность применения в системах дозирования Измерение массового расхода Измерение реверсивных потоков
Электромагнитный + + - +
Вихревой + - + -
Ультразвуковой + - + +
Кориолисовый + + + +

Необходимо помнить, что приведенных выше данных еще недостаточно для того, чтобы сделать однозначный обоснованный выбор в пользу того или иного метода измерений и уж тем более выбрать конкретный тип и модификацию расходомера. Данная информация позволяет лишь сразу отбросить те методы измерений, которые однозначно нельзя использовать для решения конкретной измерительной задачи. Чтобы снизить вероятность ошибки, в процессе выбора рекомендуется активно взаимодействовать со специалистами компании "РусАвтоматизация".

Источник: Компания «РусАвтоматизация»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

«РусАвтоматизация» — компания, которая поставляет оборудование и проектирует системы АСУТП для автоматизации производственных процессов с 2011 года.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Электромагнитный расходомер "ЭМИС-МАГ 270"

Электромагнитный счетчик используется в коммерческом и технологическом учете энергоносителей. Данный вид расходомеров широко применяется в коммунальном хозяйстве, химической и пищевой промышленности. Основные преимуществ счетчиков: — стабильность работы и надежность, обусловленная отсутствием в конструкции подвижных деталей; — применимы на трубопроводах большого диаметра (до Ду 1000 мм); — низкий коэффициент сопротивления потоку и, следовательно, незначительные потери давления на измерительном участке; — работа в широком динамическом диапазоне (1:100); — минимальная длина требуемых измерительных участков. Расходомеры сточных вод Электромагнитные счетчики разрешены для учета вязких и загрязненных жидкостей. Приборы практически безынерционные, что позволяет использовать их при условии быстро меняющегося расхода, турбулентного потока жидкости и наличия в среде взвешенных частиц, пузырьков газа. Особенно эффективны электромагнитные расходомеры ЭМИС для канализационных трубопроводов. Измерение загрязненной электропроводящей жидкости происходит с высокой точностью. Метод измерения, применяемый в данных расходомерах, основывается на законе электромагнитной индукции (закон Фарадея), соответственно данный вид счетчиков предназначен для электропроводящих сред и используется для учета воды, агрессивных жидкостей, щелочей и различных кислот.
Отдел Продаж · ЭМИС · 28 февраля · Россия · Челябинская обл
Электромагнитный расходомер "ЭМИС-МАГ 270"

ПРОДАМ: Коэрцитиметры (структуроскопы)

Как следует из названия, приборы предназначены для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных материалов. Их широко используют для неразрушающего локального контроля результатов технологического процесса при различных видах термической и термомеханической обработок, а также для определения механических свойств, в первую очередь, твердости деталей, выполненных из ферромагнитных материалов. Принцип работы Методика работы с коэрциметром основана на непрямых измерениях и оценке свойств детали по корреляционным связям между ней и считанными параметрами. Сначала испытываемый образец посредством соленоида доводят до состояния магнитного насыщения. Затем в катушку с помещенным внутри образцом подают постоянный ток так, чтобы образованное при его прохождении магнитное поле оказывало размагничивающее действие на образец. Ток увеличивают до такой степени, чтобы намагниченность образца уменьшилась практически до нуля, что можно определить посредством специального индикатора (нулевого прибора). Зная значение размагничивающего тока определяется создаваемая им напряженность поля, что и позволяет оценить свойства детали методом корреляций.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 28 февраля · Россия · г Москва
Коэрцитиметры (структуроскопы)

КУПЛЮ: Купим -Отходы и неликвиды электронной и радиопромышленности

-Отходы и неликвиды электронной и радиопромышленности -Измерительные приборы : осциллографы, частотомеры, измерители АЧХ,КСВН, вольтметры, генераторы сигналов и подобное. -Контрольно-измерительную аппаратуру: самописцы (Диск-250, КСП-2\4, КСМ, ЗИП реохорд и контактов), термопары (ТСП, ТПП, ТПР), регистрирующие устройства контроля АСУ ТП. Гражданские и военные радиостанции, аппаратуру управления и вычисления. Любые печатные платы: материнские, бытовые, серверные, срезку с плат. Импортные и отечественные радиодетали и комплектующие: Конденсаторы, микросхемы, транзисторы, потенциометры, резисторы, разъёмы, реле. Генераторные и радиолампы серий ГУ, ГМИ, ИН-, ИВ. А также многие другие детали, не вошедшие в перечень. Аккумуляторы серебряно-цинковые серий СЦ и СЦД. Метки для поиска: Источники питания Б5-43, Б5-44, Б5-45, Б5-46, Б5-47, Б5-48, Б5-49, Б5-50, Б5-67, Б5-70, Б5-71. Вольтметры В1-9, В1-12, В1-13, В1-15, В1-28, В1-29, В2-38, В2-39, В3-38, В3-49, В3-52, В3-56, В3-57, В3-59, В3-60, В3-62, В3-63, В7-16, В7-18, В7-21, В7-21, В7-23, В7-27, В7-28, В7-29, В7-30, В7-34, В7-35, В7-38, В7-39, В7-43, В7-46/1, В8-7, В8-8, Щ-31, Щ-34, Щ 301, Щ306, Ш30. Генераторы Г2-59, Г3-101, Г3-104, Г3-105, Г3-107, Г3-109, Г3-110, Г3-111, Г3-117, Г3-119, Г3-120, Г3-122, Г3-123, Г3-124, Г4-78, Г4-79, Г4-80, Г4-81, Г4-82, Г4-83, Г4-109, Г4-111, Г4-117, Г4-118, Г4-128, Г4-129, Г4-139, Г4-141, Г4-142, Г4-151, Г4-153, Г4-154, Г4-155, Г4-156, Г4-158, Г4-164, Г4-175, Г4-176, Г4-193, Г4-194, Г4-195, Г4-196, Г5-27, Г5-27, Г5-28, Г5-29, Г5-30, Г5-37, Г5-49, Г5-53, Г5-54, Г5-56, Г5-60, Г5-61, Г5-62, Г5-63, Г5-67, Г5-69, Г5-72, Г5-75, Г5-79, Г5-80, Г5-82, Г5-84, Г5-88, Г5-89, Г6-15, Г6-26, Г6-31, Г6-33, Г6-34, Г6-35, Г6-37 . Осциллографы С1-48Б, С1-49, С1-55, С1-64, С1-65, С1-67, С1-68, С1-69, С1-70, С1-71, С1-73, С1-74, С1-75, С1-76, С1-78, С1-79, С1-81, С1-82, С1-83, С1-85, С1-91, С1-92, С1-93, С1-96, С1-97, С1-98, С1-99, С1-102, С1-103, С1-104, С1-107, С1-108, С1-112, С1-114/1, С1-115, С1-117,...
Евгений Викторович · ООО Строй-Комплект · 6 февраля · Россия · Пензенская обл
Купим -Отходы и неликвиды электронной и радиопромышленности

ПРОДАМ: Измерители мощности

К этой группе относятся приборы, задачей которых является точное определение мощности электрического тока или электромагнитного излучения. Такие измерения довольно сложны, так как используемая на практике форма радиосигналов имеет произвольную форму, которая изменяется во времени, причем динамический диапазон изменений бывает очень велик. Современные ваттметры способны корректно измерять мощности в широком диапазоне излучения, вне зависимости от амплитудных или фазовых характеристик сигналов. Индицируются также и важные производные параметры, такие как КСВ, коэффициент мощности, величина обратных потерь и т. п. Благодаря универсальности измерители получают широкое применение в самых различных областях — от построения беспроводных сетей связи и метрологии до проектирования космической техники и научных исследований. Принцип действия Современные измерители мощности выполнены в виде компьютеризированного базового блока с дружественным интерфейсом и подключаемых к нему интеллектуальных датчиков, рассчитанных на определенные группы измерений. Предусматривается математическая обработка информации, поступающей по разным измерительным каналам, причем результаты, кроме табличных значений, представляются еще и в удобной графической форме.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 28 февраля · Россия · г Москва
Измерители мощности

ПРОДАМ: Счётчик электроэнергии однофазный многофункциональный МИРТЕК-12-РУ-SP3

О товаре: — Бренд: МИРТЕК; — Производитель: ООО «МИРТЕК»; — Страна производства: Россия; — Срок гарантии: 5 лет Описание прибора: Прибор предназначен для измерений активной и реактивной электрической энергии прямого и обратного направления по дифференцированным во времени тарифам в однофазных сетях переменного тока промышленной частоты. Рекомендован для установки потребителям электроэнергии, имеющим невысокую установленную мощность. Монтируется на опору ЛЭП. Соответствует требованиям 522-ФЗ от 27.12.2018 г. и ПП РФ № 890 от 19.06.2020 г. Преимущества: — Прозрачная крышка зажимов; — Дополнительная внешняя батарейка; — Замена батарейки без нарушения пломбы госповерителя; — Наличие физической блокировки реле нагрузки; — Измерение качества электрической сети; — Возможность установки 2-х SIM-карт; — Датчик магнитного поля; — Электронные пломбы вскрытия корпуса и клеммной крышки; — Параметры прибора и сети выводятся на дисплей модуля отображения информации МИРТ-830 (идёт в комплекте); — Протокол передачи данных: МИРТЕК или СПОДЭС Доступные исполнения: — МИРТЕК-12-РУ-SP3-A1R1-230-5-80А-ST-RF433/1-RF2400/2-P2-HKMOQ1V3-D; — МИРТЕК-12-РУ-SP3-A1R1-230-5-80А-ST-RF433/1-G/1-P2-HKMOQ1V3-D; — МИРТЕК-12-РУ-SP3-A1R1-230-5-80А-ST-RF433/1-G/5-P2-HKMOQ1V3-D
Лукьянов Алексей · МИРТЕК · Вчера · Россия · Ростовская обл
Счётчик электроэнергии однофазный многофункциональный МИРТЕК-12-РУ-SP3
АО «Контактор» входит в число крупнейших заводов электротехнической промышленности России. Высококачественная продукция завода используется на всех ведущих предприятиях энергоемких отраслей России, а также стран ближнего и дальнего зарубежья.