Jak i w jakim stopniu mierzone jest zużycie gazu: metody pomiaru i rodzaje urządzeń pomiarowych

Przepływomierz to urządzenie do pomiaru objętościowego lub masowego natężenia przepływu substancji, w tym gazu ziemnego, gazów palnych, gazów żrących i produktów separacji powietrza. Obliczanie objętości przepływu w przedsiębiorstwach przemysłowych lub w życiu codziennym można wykonać bez udziału specjalistów.

Następnie powiemy Ci, w jaki sposób i w czym mierzony jest gaz, podamy opis urządzeń używanych do tego celu, a także rozważymy główne metody określania natężenia przepływu gazu.

Bezpośrednia metoda pomiaru zużycia gazu

Objętość gazu oblicza się w metrach sześciennych, rzadziej stosuje się inne jednostki masy, takie jak tony lub kilogramy, zwykle dla gazów procesowych.

Metoda bezpośrednia jest jedyną metodą, która zapewnia bezpośredni pomiar objętości przepływającego gazu.

Słabe strony urządzeń obliczających objętościowe lub masowe natężenie przepływu substancji obejmują:

1. Ograniczona wydajność przepływomierzy w warunkach zanieczyszczonego gazu.
2. Istnieje duże prawdopodobieństwo pęknięcia z powodu częściowego zablokowania przepływu lub wstrząsu pneumatycznego.
3. Wysoki koszt mierników obrotowych w porównaniu do innych urządzeń.
4. Duże gabaryty urządzeń.

Liczne zalety tej metody pokrywają się z wymienionymi wadami, dzięki czemu stała się najbardziej rozpowszechniona pod względem liczby zainstalowanych liczników.

Wśród nich jest bezpośredni pomiar objętości gazu, brak zależności od zniekształcenia wykresu natężenia przepływu zarówno na wlocie jak i na wylocie, co pozwala na zmniejszenie UUG. Szerokość zakresu wynosi do 1:100. W tym celu stosuje się urządzenia membranowe i obrotowe. Mogą być stosowane w pomieszczeniach z zainstalowanymi kotłami impulsowymi.

Pośrednie metody pomiaru

Metody te obejmują na przykład obliczanie natężenia przepływu substancji przez dany obszar przekroju. Aby uzyskać najdokładniejsze wyniki, konieczne jest wyrównanie prędkości gazu.

Pomiar różnicy ciśnień przepływu gazu

Jedna z najpopularniejszych i dobrze zbadanych metod przepływu gazu, metoda oparta na kryzie, ma kilka zalet, w tym prostotę. mechanizm przetwornika przepływu, którego działanie ma na celu pomiar spadku ciśnienia substancji przepływającej przez lokalne zwężenie w gazie rurociąg. Do obliczeń nie będziesz potrzebować przepływomierze stoi.

Pomimo obecności pełnej bazy naukowej i technicznej, ta metoda pomiaru ma kilka istotnych wad. - mały zakres pomiarowy, który nawet z wielogranicznymi czujnikami ciśnienia nie przekracza wartości 1:10.

Opór hydrauliczny w gazociągi zwiększyć czułość na wykres zmian wprzeciętny prędkości na głębokości lub szerokości przepływu na wejściu do przepony. Długość odcinków prostych przed urządzeniami dławiącymi powinna wynosić co najmniej 10 średnic DN konstrukcji rury.

Szybka metoda ustalania kosztów

Do tej metody stosuje się konwertery typu turbinowego. Urządzenia te mają kilka zalet, w tym mały rozmiar i wagę oraz przystępną cenę w swojej kategorii.

Urządzenia te nie są wrażliwe na wstrząsy pneumatyczne. Zakres wartości pomiaru przepływu wynosi do 1:30, czyli znacznie więcej niż dla urządzeń kryzowych.

Wady to wrażliwość, choć nieznaczna, na zakłócenia przepływu na wlocie i wylocie urządzenia, odchylenie wyników pomiarów pulsujących przepływów gazu. Przy małych przepływach, w zakresie od 8 do 10 m³/ h, przepływomierze nie działają.

Ultradźwiękowa metoda pomiaru

Popularność przepływomierzy akustycznych mierzących ilość gazu, zwłaszcza w rachunkowości handlowej, wzrosła wraz z rozwojem mikroelektroniki. W przepływomierzach akustycznych nie ma części ruchomych, a także części wystających w przepływ, co znacznie zwiększa ich niezawodność.

Pomiar wykonywany jest w szerokim zakresie wartości ze względu na możliwość długotrwałej pracy urządzenia z wbudowanego źródła zasilania. Urządzenia domowe nie spełniają wszystkich niezbędnych wymagań, ponieważ w celu uniknięcia wpływu zniekształceń przepływ gazu na wyniki obliczeń, konieczne jest użycie wyłącznie ultradźwięków wielowiązkowych przepływomierze.

Klasyfikacja przepływomierza zgodnie z zasadą działania

Przepływomierze różnią się kilkoma parametrami, m.in. ciśnieniem, rodzajem używanego gazu, warunkami temperaturowymi. Urządzenie należy dobrać w zależności od warunków użytkowania, a także zadań.

Manometry składają się z części takich jak przetwornik różnicy ciśnień, element łączący i manometr.

Typ nr 1 - atramentowy autogenerator przepływomierze

Przepływomierz tego typu, który jest również przeznaczony do pomiaru natężenia przepływu gazu ziemnego, ma kilka charakterystycznych cech. W urządzeniu występują ujemne sprzężenia zwrotne, częstotliwość połączeń strumieni zależy od natężenia przepływu gazu.

Mierniki produkowane na bazie przepływomierzy strumieniowych służą do opomiarowania komercyjnego bez wstępnego badania.

Miernik przepływu strumieniowego autogenerator typ jest podatny na zapychanie, a jego wadą jest również niestabilność współczynnika konwersji.

Urządzenia te mają podobne wady jak urządzenia wirowe:

• zależność od zniekształceń wykresu prędkości, pod warunkiem, że jest używany w połączeniu z urządzeniami zwężającymi;
• masywne straty głowy są nieodwracalne;
• główna część przepływomierza ma ogromne wymiary;
• znaczna zmienność kursu konwersji.

Godność autogenerator przepływomierze nie różnią się od urządzenia wirowego, z wyjątkiem możliwości pracy z zanieczyszczonymi gazami. Liczniki te nie są powszechnie stosowane w pomiarach rozliczeniowych.

Typ # 2 - przepływomierze wirowe

Istnieje kilka mocnych stron przyrządów, w tym dokładność wykonywanych pomiarów, brak wrażliwość na zabrudzenia i wstrząsy pneumatyczne, łatwość obsługi, urządzenia również brakuje ruchome części.

Znane są również istotne wady stosowania tego typu przepływomierzy – zwiększona wrażliwość na drgania mechaniczne, spadek ciśnienia. Średnica rury powinien mieścić się w zakresie 15-30 cm.

Typ # 3 - przepływomierze ultradźwiękowe

Urządzenie, znane również jako urządzenie akustyczne, ma kilka niezaprzeczalnych zalet:

• brak oporu hydraulicznego;
• w urządzeniu nie ma ruchomych części, co zwiększa jego niezawodność;
• zwiększona wytrzymałość mechanizmu;
• szybka akcja.

Przepływomierz tego typu opiera się na określeniu różnicy czasu przejścia.

Czujniki ultradźwiękowe, umieszczone ukośnie względem siebie, pełnią funkcję odbiornika i nadajnika. Zastosowanie kilku kanałów kompensuje odkształcenie profilu przepływu.

Typ # 4 - przepływomierze bębnowe

Ta kategoria urządzeń jest zwykle używana do badań laboratoryjnych. Ciśnienie powstające podczas obrotu bębna prowadzi do napełnienia sekcji gazem i późniejszego ich opróżnienia.

Liczba obrotów bębna jest proporcjonalna do jednostek sześciennych gazu, wskaźnik jest przekazywany na tarczę struktury liczącej. Przepływomierze bębnowe mają wysoką dokładność pomiaru.

Wpisz nr 5 - lewitujący urządzenia

Ruchoma część obrotomierza obraca się w łożyskach, prędkość jest równa wolumetrycznemu natężeniu przepływu gazu. Przekształcenie prędkości ruchu kołowego na sygnał elektryczny odbywa się za pomocą konwertera wtórnego, wyniki są odzwierciedlane na wskaźniku.

Lewitujący urządzenia są poszukiwane w komercyjnym pomiarze zużycia gazu ziemnego, zarówno do celów domowych, jak i komunalnych.

Typ nr 6 - metry membranowe

Patent na produkcję jednego z najpopularniejszych urządzeń pomiarowych do pomiaru gazu został wydany w drugiej połowie XIX wieku w Anglii.

Zasada działania przepływomierza mechanicznego opiera się na zmianie położenia ruchomych membran komory w momencie przepływu gazu. Ruch naprzemienny odbywa się podczas wlotu i wylotu substancji.

Urządzenie liczące napędza skrzynię biegów i system dźwigni. Mechanizmy posiadają szeroki zakres wartości pomiarów – do 1:100.

Typ #7 - instrumenty obrotowe

W urządzeniu mechanicznym w komorze pomiarowej znajdują się dwa wirniki, które zaczynają się poruszać pod naciskiem substancji. Części wirujące są ustawione względem siebie pod kątem prostym, ich początkowe położenie ustala się za pomocą kół synchronizujących.

Ilość gazu jest proporcjonalna do liczby obrotów wirników. Za pomocą sprzęgła magnetycznego i skrzyni biegów obrót wirnika jest przekazywany do urządzenia liczącego, które jest odpowiedzialne za gromadzenie się objętości przepuszczanej substancji.

Główne zalety przepływomierzy obrotowych to wysoka dokładność pomiaru, kompaktowość urządzenia oraz szeroki zakres pomiarów przepływu. Wśród wad są hałas mechanizmu, jego wysoki koszt, wrażliwość na czynniki zewnętrzne, w tym zanieczyszczenia.

Typ # 8 - Mierniki turbinowe

Urządzenie typu mechanicznego ma kształt odcinka rury, wewnątrz przepływomierza znajduje się turbina z wałem i ruchomymi podporami. Urządzenie siłowe porusza się w wyniku przechodzenia substancji przez komorę pomiarową.

Szybkość ruchu mechanizmu jest równa natężeniu przepływu i zużyciu gazu. Zgromadzona objętość znajduje odzwierciedlenie w mechanizmie zliczającym, przeniesienie do niego odbywa się mechanicznie za pomocą skrzyni biegów, układu kół zębatych.

Oprócz nich istnieją inne urządzenia, ale z reguły są one wykorzystywane w badaniach naukowych. W sferze komercyjnej praktycznie się nie angażują.

Polecamy również przeczytanie naszego innego artykułu, w którym szczegółowo omówiliśmy, jak wybrać gazomierz do domu. Więcej szczegółów - przejdź do połączyć.

Przyrządy do pomiaru ilości gazu

Urządzenia do pomiaru zużycia gazu metodą obliczeniową są podzielone na kilka kategorii. Prędkość służy do określenia liczby objętościowej badanego ośrodka. Urządzenia te nie posiadają komór pomiarowych. Drażliwym szczegółem jest turbina (styczna lub osiowa), która jest wprawiana w ruch obrotowy przez przepływ materii.

Mierniki wolumetryczne są mniej zależne od rodzaju produktu. Ich wady to złożoność konstrukcji, wysoka cena i imponujące wymiary. Urządzenie składa się z kilku komór pomiarowych i ma bardziej złożoną konstrukcję. Ten typ urządzeń dzieli się na kilka typów - tłok, ostrze, koło zębate.

Istnieje również inna klasyfikacja gazomierzy, która obejmuje trzy rodzaje urządzeń: obrotowe, bębnowe i zaworowe.

Mierniki obrotowe mają dużą przepustowość. Ich działanie opiera się na obliczeniu liczby obrotów ostrzy wewnątrz urządzenia, wskaźnik odpowiada objętości gazu. Ich główne zalety to trwałość, niezależność od prądu, zwiększona odporność na krótkotrwałe przeciążenia.

Mierniki bębnowe składają się z korpusu, mechanizmu zliczającego oraz bębna z komorami pomiarowymi. Zasada działania urządzenia do pomiaru zużycia gazu polega na określeniu liczby obrotów bębna, który obraca się pod wpływem różnicy ciśnień. Pomimo dokładności obliczeń tego typu urządzenie nie znalazło szerokiego zastosowania ze względu na swój nieporęczny rozmiar.

Zasada działania ostatniego typu mierników, zwanych miernikami zaworowymi, opiera się na ruchu ruchomej przegrody, na którą działa różnica ciśnień substancji. Urządzenie składa się z kilku części - mechanizmu zliczającego i rozprowadzającego gaz oraz obudowy. Ma duże wymiary, dlatego jest używany głównie w życiu codziennym.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Sposób działania przepływomierzy wirowych zostanie omówiony w poniższym filmie:

Pomiar przepływu gazu to jedno z kluczowych zadań w produkcji. Na rynku przepływomierzy istnieje ogromna liczba urządzeń o różnych konstrukcjach i zasadach działania, które są również odpowiednie dla potrzeb domowych. Za ich pomocą można określić niemal każdą ilość cieczy lub gazu, a przy tym nie jest potrzebna specjalna standardowa instalacja kalibracyjna.

Możesz uzupełnić nasz materiał o ciekawe informacje na temat artykułu, zadać interesujące pytania lub wziąć udział w dyskusji. Zostaw swoje komentarze w bloku poniżej.