Выбор конструктивного исполнения расходомера. Монтаж, подключение и комплект поставки
Определившись с методом измерения расхода, условным диаметром расходомера и требуемой точностью измерения, уже можно сузить круг поиска до нескольких моделей расходомеров. Но даже одна конкретная модель расходомера, как правило, имеет несколько возможных конструктивных исполнений. Конструктивное исполнение определяет способ присоединения расходомера к трубопроводу, тип интерфейса для передачи измеренных значений расхода на устройство верхнего уровня, наличие пользовательского интерфейса и дополнительных сервисных функций, перечень необходимых аксессуаров для монтажа и последующего технического обслуживания расходомера.
В зависимости от применяемого метода измерения расходомеры накладывают довольно жесткие требования к тому участку трубопровода, на который их планируют установить. Во второй части руководства уже говорилось о том, что для нормальной работы расходомера необходимо обеспечить требуемую скорость движения измеряемой среды в трубопроводе. Это значит, что может потребоваться или обустройство местных сужений трубопровода, или, в более редких случаях, расширение трубопровода. При этом необходимо обеспечить требуемые значения длин прямых участков до и после расходомера в соответствии с рекомендациями производителя. Прямые участки нужны для уменьшения турбулентности потока — выравнивания скоростей и направления движения отдельных струй в потоке. Рекомендуемые значения длин прямых участков приводятся в руководстве по эксплуатации расходомеров.
Наибольшую чувствительность к неравномерности и турбулентности потока имеют вихревые расходомеры, поэтому, как правило, им требуются самые длинные прямые участки. Кориолисовые расходомеры наименее чувствительны к неравномерности потока и, зачастую, не требуют обустройства прямых участков ни до, ни после расходомера. Вихревые расходомеры также наиболее чувствительны к вибрации трубопровода и если устранить ее невозможно, то разумным решением будет выбрать расходомер с другим методом измерения.
Крепление расходомера к трубопроводу обычно осуществляется с помощью фланцев, так как фланцевое соединение обеспечивает хорошую механическую прочность и герметичность соединения. При заказе расходомера рекомендуется заказать у поставщика и комплект фланцев для трубопровода, а также уплотнительные прокладки. Как правило, не допускается в качестве уплотнения использовать нанесенную на торцы расходомера полимерную футеровку измерительной части, так как это может привести к ее растрескиванию и отслоению. По этой же причине не рекомендуется устанавливать расходомеры с футерованной измерительной частью на всасе насосных установок.
Существенно упрощает врезку фланцев специальная монтажная вставка («катушка»), имеющая такие же габаритные и присоединительные размеры, что и расходомер. Она позволяет избежать установки ответных фланцев с перекосом, отсутствует риск повреждения чувствительной электроники датчика при электрической сварке, а также механическое повреждение измерительной части расходомера при промывке трубопровода после монтажа. Поэтому имеет смысл добавить монтажную вставку в комплект поставки.
В некоторых специфических приложениях, например, в пищевой промышленности или в системах дозирования, или пневматических системах при измерении расходов в трубопроводах очень малого диаметра, применяется крепление с помощью накидных («молочных») гаек и пр.
Измеренное значение расхода чаще всего требуется передать на уровень выше — на устройство контроля, учета или регулирования. Для этих целей служат различные выходные интерфейсы датчика расхода. Это может быть либо аналоговый выход, например, 4-20 мА, величина тока на котором пропорциональна величине мгновенного расхода, либо число-импульсный выход, который формирует выходной импульс каждый раз, когда через расходомер проходит определенный объем измеряемой среды. Также возможны исполнения расходомеров с частотным выходом или с цифровым выходом, например, RS485. В промышленности и особенно в контурах регулирования расхода обычно используют датчики с аналоговым выходом, в сфере ЖКХ часто применяют датчики с число-импульсным выходом.
При выборе расходомера с аналоговым выходом необходимо учитывать активным или пассивным является аналоговый выход датчика и вход вторичного прибора — в некоторых случаях может потребоваться дополнительный источник питания для контура выходного сигнала. Из всех типов расходомеров только вихревые расходомеры могут быть подключены по двухпроводной схеме, так как для работы электроники вихревого расходомера требуется менее 3 мА. По этой же причине вихревые расходомеры это единственный тип расходомеров, из числа рассматриваемых, способный работать на автономном питании от встроенной литиевой батареи. Как правило, такие расходомеры применяются на узлах учета в ЖКХ и имеют число-импульсный выход для уменьшения энергопотребления.
Подключение всех электрических цепей датчика расхода должно производиться в строгом соответствии с рекомендациями производителя. Как правило, соединение выполняется экранированным кабелем для уменьшения влияния электрических помех. В особо сложных случаях, при большой длине соединительных кабелей и их открытой прокладке на улице для защиты от воздействия от атмосферного электричества следует использовать соответствующие устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП).
Не будет лишним предусмотреть защиту расходомера и от механических повреждений и воздействий окружающей среды. То есть включить в комплект поставки различные защитные боксы, термочехлы, защитные козырьки и т.п. Так как в случае поломки расходомера затраты по его замене могут быть значительными, из-за необходимости останова трубопровода и его опорожнения, что влечет за собой останов технологического процесса.
Если расходомер планируется установить в труднодоступном для обслуживании месте, в агрессивной или сильно загрязненной среде, эксплуатировать при пониженных температурах, то предпочтительным будет наличие у расходомера протокола HART для дистанционной настройки и обслуживания. А вот от наличия дисплея в этом случае можно отказаться, либо использовать разнесенное исполнение — расходомер с выносным дисплейным блоком.
Выбирая производителя расходомера, особенно из числа иностранных компаний, необходимо убедиться, что он имеет сертифицированную сервисную службу, которая будет в состоянии обеспечить весь комплекс консультативной и технической поддержки, выполнить поставку запчастей и ремонт оборудования на территории России. А также уточнить политику производителя относительно возможности заказа отдельных узлов или плат для вышедшего из строя расходомера и техническую возможность их самостоятельной замены персоналом заказчика без отправки датчика в сервисную службу. Это особенно актуально для расходомеров большого диаметра.
При прочих равных условиях определяющими факторами, которые влияют на такие характеристики датчика расхода как точность, повторяемость результатов, стабильность показаний являются:
- Качество и геометрическая точность изготовления расходомерных трубок у кориолисовых расходомеров;
- Конструкция узла «вихресъемника» и программные алгоритмы обработки сигнала и подавления помех у вихревых расходомеров;
- Качество нанесения и материал футеровки и конструкция измерительных электродов у электромагнитных расходомеров;
- Конструкция пьезоизлучателей и количество лучей у ультразвуковых расходомеров.
На надежность работы и отсутствие поломок в течении заявленного срока службы расходомера влияют:
- Соответствие выбранного исполнения расходомера характеристикам измеряемой среды и условиям эксплуатации;
- Монтаж и электрическое подключение в соответствие с рекомендациями производителя;
- Использованная при производстве датчика расхода элементная база, материалы, конструкционные и схематические решения;
- Квалифицированное техническое обслуживание с требуемой периодичностью.
Таким образом, при выборе производителя расходомера надо делать выбор в пользу производителей с отработанной технологией производства, современной производственной базой, выпустивших несколько поколений датчиков расхода и имеющих компетентную сервисную службу.
