La misurazione della portata e della quantità di un mezzo liquido o gassoso in movimento nei sistemi di misurazione dell'energia richiede la conoscenza non solo dei suoi parametri termodinamici come temperatura e pressione, ma di una serie di altre caratteristiche (densità, viscosità, tipo di flusso), che sono importanti per metodi specifici di misurazione del flusso, influenzano la possibilità di utilizzo appropriato mezzi tecnici e accuratezza della misurazione.

Quantità di mezzo chiamare T la massa (M) o il volume (V) di una sostanza che scorre attraverso una sezione perpendicolare alla direzione della velocità del flusso in un certo intervallo di tempo (ora, giorno, mese, ecc.).

L'unità di misura per la massa nel sistema SI è 1 chilogrammo, kg, (1t = 1000 kg) e per il volume - metro cubo, m 3.

Flusso medio(G) è una quantità fisica uguale a lim (ΔК/ΔT) – il limite del rapporto tra l'incremento della quantità di mezzo ΔК (massa ΔМ o volume ΔV) e l'intervallo di tempo ΔТ durante il quale si è verificato questo incremento, con un diminuzione illimitata di ΔТ.

Esistono portate di massa G m e di volume G v, che sono determinate attraverso la massa e il volume del mezzo, espressi in unità base (kg/s o m 3 /s) o loro derivate. I costi di massa e volumetrici sono correlati tra loro

dove ρ è la densità della sostanza.

Nella misurazione del flusso, oltre ai costi istantanei considerati, si distinguono le seguenti tipologie di costi:

· G cp – media, pari al rapporto tra la quantità di mezzo e un certo intervallo di tempo (minuto, ora, giorno, mese, ecc.);

· G np – ridotto - portata volumetrica effettiva, ma ricalcolata su altri valori cosiddetti normali di temperatura e pressione (Pnorm = 1,0332 kg/cm 2, tnorm = 20°C);

· G max – il più grande, che definisce il limite superiore del possibile intervallo di variazioni di flusso;

· G min – il più piccolo, che definisce il limite del range di portata possibile;

· G nom – nominale, pari alla metà del massimo;

· G p – transitorio, al quale viene misurato il valore di soglia dell'errore strumentale.

Vengono chiamati strumenti di misura progettati per misurare il flusso di una sostanza flussometri o convertitori di flusso (GOST 15528-86).

Vengono chiamati strumenti di misura progettati per misurare la quantità di una sostanza contatori le quantità.

Molto spesso queste due funzioni sono combinate in un unico dispositivo. Nella pratica della misurazione dell'energia termica vengono utilizzati principalmente convertitori di flusso.

La maggior parte dei trasduttori di flusso sono progettati per misurare il flusso di fluidi monocomponente e monofase in condizioni di parametri di flusso stazionari (flusso turbolento, velocità media costante nel sito di misurazione e assenza di disturbi), che si ottengono con tratti rettilinei sufficientemente lunghi sezioni della tubazione prima e dopo il sito di installazione del trasduttore di flusso.

In queste zone non devono essere presenti valvole e saracinesche, differenze di sezione delle tubazioni (restrizioni e dilatazioni), o cambiamenti improvvisi nella direzione del flusso (gomiti e diramazioni).

Tipicamente, le lunghezze richieste dei tratti rettilinei sono date da numeri multipli del diametro nominale della tubazione Dy, cioè il suo diametro interno medio a 20°C. La classificazione dei mezzi per misurare il flusso e la quantità di fluido è mostrata in Fig. 7.

Come si può vedere dalla figura. 7, in base al parametro misurato (flusso e (o) quantità di fluido), gli strumenti di misura sono suddivisi in flussometri, misuratori, misuratori di flusso e convertitori di flusso (sensori).

Questi ultimi, secondo GOST 15528-86, producono un segnale di informazione di misurazione che "non è suscettibile di percezione diretta da parte dell'osservatore". I mezzi più moderni di flusso e quantità del mezzo sono implementati in una forma a due componenti: un convertitore primario (PC) e convertitore elettronico(EP), e in modelli specifici queste due parti interconnesse del dispositivo possono essere implementate sotto forma di versioni combinate meccanicamente o disconnesse (collegate tramite un filo elettrico o una linea di cavi).

I moderni dispositivi elettronici si basano su microprocessori e le funzioni di flussometro, contatore e convertitore di flusso possono essere combinate in un unico dispositivo.

In base al tipo di mezzo misurato, i dispositivi sono suddivisi in misuratori di portata (contatori, convertitori di flusso) di liquido, gas e vapore. Lo stesso modello non può essere utilizzato per misurare la portata (quantità) di tutti e tre i fluidi a causa delle loro differenze significative parametri fisici, sebbene per un certo numero di modelli (ad esempio i misuratori di portata a vortice) sia possibile passare programmaticamente da un tipo di mezzo a un altro (in particolare da gas o vapore a liquido), che viene spesso utilizzato durante la calibrazione o il controllo in condizioni di laboratorio .

Il liquido può essere acqua calda e fredda, acque reflue, petrolio e prodotti petroliferi, gas liquefatti, pasta di legno, sospensioni, ecc., ovvero qualsiasi mezzo denso e fluido. Per ciascun modello di dispositivo specifico vengono specificati i tipi consentiti di liquidi e gli intervalli di parametri (percentuale di gas e inclusioni dense, densità, viscosità, conduttività elettrica). Tali parametri devono essere correlati alle caratteristiche dell'effettivo ambiente operativo che il dispositivo verrà utilizzato per misurare.

Per gas si intendono gas naturale (metano) e gas tecnici (ossigeno, idrogeno, propilene, ecc.), nonché aria compressa.

Il vapore può essere saturo o surriscaldato. Per vapore umido La misurazione accurata del flusso è problematica.

La stragrande maggioranza dei misuratori di portata sono volumetrici. I misuratori di portata massica includono termici e Coriolis.

Riso. 7 Classificazione dei flussometri e dei misuratori di quantità di sostanze

4.4.1. Misuratori di portata tachimetrici

Nei misuratori di portata tachimetrici, la portata del fluido è misurata dalla velocità di movimento (rotazione) dell'elemento meccanico di conversione. Tali misuratori di portata includono la sfera, la pala e la turbina. Gli ultimi due tipi sono ampiamente utilizzati per misurare il flusso di freddo e acqua calda, altri liquidi tecnici e gas. I moderni misuratori di portata di questo tipo sono generalmente dotati di un sensore di flusso a impulsi integrato, che ne consente l'utilizzo per l'automazione della misurazione.

I misuratori di portata a turbina per liquidi sono sensibili alla viscosità del fluido, soprattutto a basse portate. Loro svantaggio generale- suscettibilità all'usura dei componenti meccanici in movimento e, in relazione a ciò, cambiamenti nelle caratteristiche di precisione durante il funzionamento. I misuratori di portata tachimetrici sono prodotti per tubazioni con un diametro fino a 300 mm e non sono molto adatti per la misurazione di fluidi abrasivi e aggressivi.

4.4.2. Flussometri a pressione differenziale variabile (VDP)

Il principio di funzionamento dell'RPPD si basa sulla misurazione, secondo l'equazione di Bernoulli, della differenza di pressione statica o totale del flusso del fluido su un convertitore primario installato (PC) e sul calcolo da questa differenza della velocità media del fluido e la sua portata.

RPPD determina il volume o il flusso di massa di un mezzo in movimento in base alla caduta di pressione misurata.

Come PP in RPPD quando si misura il flusso mediante differenziale pressione statica vengono utilizzati dispositivi con orifizio standard (diaframmi, tubi Venturi, ugelli) e quando si misura in base alla caduta di pressione totale, vengono utilizzati tubi di Pitot a ingresso multiplo e tubi di pressione media.

La misurazione del flusso di liquidi, gas e vapore utilizzando dispositivi di restrizione è regolata da GOST 8.563-97.

In pratica, quelli più comunemente utilizzati sono gli RPPD costruiti utilizzando diaframmi. L'errore stimato nella misurazione della portata con un diaframma dipende dalle caratteristiche del mezzo ed è, di norma, compreso tra 0,5% e 1,0%. Le condizioni tecniche per i diaframmi standard sono regolate da GOST 26969-86.

RPPD su diaframma è un flussometro composito, il cui insieme comprende il diaframma stesso, linee di collegamento o di impulso (tubi) per il campionamento della pressione misurata, un blocco valvole, vasi di equalizzazione (se necessario), un manometro differenziale e un misuratore di pressione secondario dispositivo indicatore o registratore, la cui scala è graduata in unità di portata (a seconda delle caratteristiche del dispositivo secondario, il kit può comprendere in aggiunta un'unità di estrazione della radice quadrata).

Il principio di funzionamento di un RPPD su diaframma è quello di comprimere il fluido attraverso l'apertura del diaframma, il che porta ad un aumento della velocità del flusso e della sua energia cinetica (pressione dinamica) dietro il suo bordo con una corrispondente diminuzione della pressione statica. Si crea una differenza di pressione lungo i bordi della membrana, che viene rimossa tubi ad impulso al manometro differenziale. Dopo aver attraversato la membrana, il flusso si espande, riducendo la velocità e ripristinando la pressione statica, che non raggiunge più il valore precedente a causa delle perdite di pressione a vortice in corrispondenza della resistenza idraulica della membrana (P p). Il valore di P p dipende dal valore m = d 2 /D 2 (rapporto tra i quadrati delle aree dell'apertura del diaframma e la sezione trasversale delle tubazioni). Minore è m, maggiore è la caduta di pressione e maggiore è la precisione della misurazione del flusso, ma maggiore è la perdita di pressione irrecuperabile sulla membrana.

Il campo di misurazione dinamico dei misuratori di portata a membrana è piccolo e ammonta a 3:1, il che si spiega con dipendenza quadratica caduta di pressione dal flusso. La maggior parte dei manometri differenziali ha un campo di misurazione dinamico non superiore a 10:1. Pertanto, un misuratore di portata con un manometro differenziale è caratterizzato da un intervallo dinamico di 3:1, ovvero da (100-30%) G max, che ne limita l'utilizzo alla misurazione di portate solo leggermente variabili.

Va notato che il consumo di mezzi debolmente comprimibili, la cui densità dipende leggermente dalla temperatura e dalla pressione (ad esempio l'acqua), con alto grado la precisione è determinata dalla differenza di pressione misurata.

Per i mezzi comprimibili (vapore, gas), la cui densità dipende in modo significativo dalla pressione e dalla temperatura, per misurare con precisione la portata è necessario anche determinare la densità del mezzo, che si basa sulla misurazione della temperatura e della pressione. Inoltre, per secco vapore saturoè sufficiente misurare solo una delle grandezze, poiché la sua temperatura e pressione sono parametri interdipendenti.

Pertanto, quando si determina la portata di gas o vapore surriscaldato sulla base dei diagrammi di registratori a temperature e pressioni variabili, è necessario elaborare manualmente tre diagrammi (perdita di carico, temperatura e portata), il che aumenta notevolmente la complessità del processo e riduce la precisione della determinazione del flusso.

I moderni dispositivi secondari, costruiti utilizzando la tecnologia a microprocessore, eseguono questa procedura in modo automatico.

Il metodo di misurazione del flusso in esame presenta sia vantaggi che svantaggi.

I vantaggi includono:

· buona idoneità al lavoro in un'ampia varietà di ambienti liquidi e gassosi;

· alta sensibilità;

· assenza di parti in movimento;

· costo relativamente basso per tubazioni con diametro fino a 300 mm.

Gli svantaggi includono:

· requisito di rettilineità della sezione di misura (10 D y prima e 5 D y dopo il luogo di installazione del diaframma);

· gamma dinamica limitata;

· perdite di carico significative attraverso la membrana;

· dipendenza non lineare del segnale di uscita dalla portata;

· complessità di produzione e installazione di condotte di grande diametro;

· la necessità di ispezioni annuali con disconnessione e smontaggio della condotta;

· invecchiamento del diaframma (accumulo di sedimenti ed erosione dei bordi dell'apertura di passaggio).

Come si può vedere da quanto sopra, gli svantaggi del metodo di misurazione del flusso in esame sono molto maggiori dei vantaggi. Pertanto, nella stragrande maggioranza dei casi, è preferibile utilizzare misuratori di portata più moderni (a vortice, elettromagnetici, ad ultrasuoni).

Per misurare, ad esempio, la portata del vapore surriscaldato ad alta temperatura, questo metodo è finora l'unico adatto.

4.4.3. Misuratori di portata a vortice

Il principio di funzionamento dei moderni misuratori di portata a vortice si basa sulla misurazione della frequenza di ripetizione dei vortici della cosiddetta traccia di Karman, che si forma quando il flusso si piega attorno ad un corpo tozzo stazionario situato attraverso il flusso controllato del mezzo al suo centro. Un cilindro o prisma di sezione trasversale trapezoidale o triangolare viene solitamente utilizzato come corpo tozzo.

Come risultato delle azioni di frenatura e accelerazione degli strati, si verificano sollecitazioni di taglio o coppie di forze, che formano vortici auto-pieganti attorno ad alcuni assi istantanei e assicurano la loro separazione dai bordi taglienti di poppa del corpo tozzo. Nel 1911, l'aerodinamico americano Karman determinò le condizioni per la formazione stabile e simmetrica di vortici, in cui i vortici direzioni diverse(in senso orario e antiorario) scendi alternativamente a destra e a sinistra dalla superficie del corpo della scogliera e segui il flusso secondo uno schema a scacchiera sotto forma di una strada a vortice. Lo schema di funzionamento del misuratore di portata a vortice è mostrato in Fig. 8.

Ri

Riso. 8 Schema di funzionamento di un misuratore di portata a vortice

Ogni vortice rappresenta un elemento locale dell'ambiente in cui energia potenziale il flusso viene convertito in cinetico, il che porta ad una diminuzione della pressione statica. Questa diminuzione locale della pressione può essere rilevata da un elemento sensibile (sensore). In questo caso il sensore converte le differenze di pressione (pulsazioni) in impulsi elettrici, la cui frequenza con Re > 3800 (cioè con flusso turbolento costante) dipende proporzionalmente dalla velocità del mezzo.

Conoscendo la sezione trasversale del tubo in base alla velocità media, è possibile determinare la portata volumetrica del fluido. In pratica, viene solitamente utilizzata l'equazione Gv = f/K, dove K è un coefficiente di calibrazione o calibrazione (il numero di impulsi per unità di volume del mezzo), determinato solo dai parametri del corpo aerodinamico e della tubazione e indipendente dal densità, viscosità, temperatura e pressione del mezzo. Pertanto, ciascun misuratore di portata viene calibrato individualmente dal produttore per garantire elevata precisione e ripetibilità delle misurazioni.

Come sensori vengono solitamente utilizzati piezoelementi, elementi meccanici (membrane), estensimetri integrati o trasduttori di velocità a ultrasuoni (un emettitore e un ricevitore di vibrazioni ultrasoniche che rilevano le oscillazioni del vortice del flusso).

I vantaggi dei misuratori di portata a vortice includono:

· tratti rettilinei relativamente piccoli (solitamente 5 giorni prima e 3 giorni dopo il sito di installazione);

· assenza di parti soggette ad usura in movimento nel flusso;

· indipendenza delle letture da densità, viscosità, temperatura e pressione del mezzo;

· ampia gamma dinamica (30:1);

· linearità della scala;

· alta precisione;

· alte prestazioni;

· facilità di installazione.

Gli svantaggi sono:

· introdotta la resistenza idraulica;

· sensibilità alle inclusioni meccaniche;

· sensibilità alle interferenze acustiche e vibrazionali.

Tra le imprese che producono misuratori di portata a vortice per liquidi, vanno evidenziati la società di Chelyabinsk Metran (Metran 300-PR) e l'impianto Staroruspribor (DRV, RSV). A Tyumen, Sibnefteavtomatika produce sensori di flusso di gas a vortice (DRG) e sensori di flusso di vapore (PSF). I DRP sono progettati per misurare il flusso di vapore, la cui temperatura non supera i 250°C.

4.4.4. Misuratori di portata elettromagnetici

Il principio di funzionamento dei misuratori di portata elettromagnetici si basa sull'interazione di un fluido in movimento (conduttore) con campo magnetico. Questa interazione è soggetta alla legge dell'induzione elettromagnetica, secondo la quale una fem viene indotta in un conduttore in movimento che attraversa un campo magnetico, la cui grandezza è proporzionale alla velocità di movimento del conduttore. In questo caso il flusso del liquido conduttore funge da conduttore. Per misurare l'EMF emergente, due elettrodi vengono rimossi attraverso le pareti del tubo, isolati da esso. Lo schema di funzionamento del misuratore di portata elettromagnetico è mostrato in Fig. 9.

La differenza di potenziale E agli elettrodi posti ad una distanza D pari al diametro interno del tubo si determina dall'espressione:

dove B è l'induzione magnetica, V cp è la velocità media del fluido.

Se un campo magnetico viene creato da un elettromagnete alimentato da corrente alternata frequenza f, quindi

E = 4*B max *G v *sincωt/πD

I misuratori di portata elettromagnetici presentano molti vantaggi. Possono essere utilizzati per misurare qualsiasi portata di liquidi, comprese quelle di grandi dimensioni, in tubazioni con un diametro compreso tra 2 mm e oltre. Le loro letture non dipendono dalla viscosità e dalla densità del mezzo. La scala del dispositivo è lineare e la gamma dinamica raggiunge 100:1. Le prestazioni del dispositivo sono piuttosto elevate. Il convertitore di flusso non ha parti sporgenti nella tubazione e non crea ulteriori perdite di carico. L'influenza delle resistenze locali è molto inferiore a quella di altri tipi di misuratori di portata.

Riso. 9 Schema di funzionamento del misuratore di portata elettromagnetico

La maggior parte dei misuratori di portata elettromagnetici prodotti sono adatti per misurare il flusso di liquidi con una conduttività elettrica di almeno 10 -5 × Ohm -1 × cm -1, che corrisponde alla conduttività elettrica dell'acqua del rubinetto.

4.4.5. Misuratori di portata ad ultrasuoni

I misuratori di portata ad ultrasuoni si basano sulla misurazione di un particolare effetto acustico che dipende dalla portata e si verifica quando le vibrazioni ultrasoniche attraversano un flusso di liquido o gas.

Gli elementi principali dei trasduttori primari dei misuratori di portata ad ultrasuoni sono emettitori e ricevitori di vibrazioni ultrasoniche. La loro azione si basa sull'effetto piezoelettrico, che consiste nel fatto che quando i cristalli (piezoelementi) vengono compressi e allungati in determinate direzioni, appaiono sulle loro superfici. cariche elettriche(effetto piezoelettrico diretto).

In questo caso l'elemento piezoelettrico funziona come ricevitore di vibrazioni ultrasoniche. Se a queste superfici viene applicata una differenza di potenziale sotto forma di impulso elettrico, l'elemento piezoelettrico si allungherà o si contrarrà e inizierà a funzionare come emettitore di onde ultrasoniche. Questo fenomeno è chiamato effetto piezoelettrico inverso.

Come sensori piezoelettrici vengono utilizzati vari materiali ceramici (titanato di bario, titanato di zirconato di piombo, ecc.). I piezoelementi sono solitamente realizzati sotto forma di dischi con un diametro di 10-20 mm, che devono essere dotati di elettrodi, che vengono creati rivestendo una superficie appositamente trattata con uno strato di metallo (solitamente argento).

Esistono diversi modi per misurare il flusso utilizzando gli ultrasuoni (frequenza, fase, correlazione, utilizzando l'effetto Doppler). Tuttavia, il più diffuso è il metodo ultrasonico a impulsi temporali, il cui principio di funzionamento è presentato in Fig. 10.

Il tempo di percorrenza del segnale ultrasonico lungo il percorso acustico L dall'emettitore 1 al ricevitore 2 e dall'emettitore 2 al ricevitore 1 sarà rispettivamente uguale:

t1-2 = L/(C-V*Cosφ);

t2-1 = L/(C + V*Cosφ),

dove C è la velocità degli ultrasuoni nel mezzo.

Riso. 10 Schema di funzionamento di un misuratore di portata ad ultrasuoni a impulsi temporali

La differenza nel tempo di percorrenza del segnale nelle direzioni "avanti" e "indietro":

Δt = (2L*V*Cosφ) / (C 2 - V 2 *Cos 2 φ)

Pertanto, conoscendo il diametro interno della tubazione, l'angolo di inclinazione dell'asse acustico rispetto all'asse del tubo, la velocità degli ultrasuoni in un mezzo specifico e misurando la differenza nel tempo di percorrenza del segnale nelle direzioni "avanti" e "indietro" , è possibile determinare la portata volumetrica del fluido nella tubazione.

Il valore di Δt è insignificante e di solito varia da diverse unità a diverse decine di nanosecondi, ed è difficile misurarlo con sufficiente precisione durante un passaggio del segnale nelle direzioni “avanti” e “indietro”. Pertanto, le misurazioni vengono effettuate organizzando un cosiddetto “anello di sincronizzazione”, in cui il tempo di percorrenza del segnale in ciascuna direzione viene misurato centinaia e migliaia di volte, presupponendo che la velocità del flusso non cambi durante questo tempo.

Tempo – Il metodo a ultrasuoni pulsati è molto efficace per misurare le portate su tubazioni di grande diametro. Richiede tuttavia notevoli tratti rettilinei di tubazione (15 giorni prima e 10 giorni dopo il luogo di installazione del dispositivo). Non crea ulteriori perdite di pressione, ha un ampio range dinamico e un'elevata precisione, ma è molto sensibile alle vibrazioni e agli urti.

La storia dei misuratori di portata risale al 1797, quando lo scienziato italiano Giovanni Battista Venturi pubblicò un lavoro nel campo dell'idraulica: uno studio del flusso dell'acqua attraverso corti ugelli cilindrici e divergenti. Nel 1887, lo scienziato americano K. Herschel propose un contatore dell'acqua intitolato a Venturi. Un tubo Venturi è noto per misurare la velocità nel flusso di aria e acqua e per creare il vuoto nei giroscopi degli aerei. Nel 1962, l'ingegnere Heinrich Kübler inventò un interruttore magnetico, che permise di sviluppare e produrre dispositivi per misurare il livello di materiali liquidi e sfusi. Successivamente sono stati sviluppati interruttori a galleggiante magnetici, sensori di livello telemetrici e indicatori di livello di bypass.

Una modifica ad ultrasuoni del misuratore di portata è stata inventata da Yuri Aleksandrovich Koval, insegnante presso il Dipartimento di Fondamenti di ingegneria radiofonica presso l'Università nazionale di radioelettronica di Kharkov. Il brevetto per il misuratore di portata a turbina è stato rilasciato nel 1970 ai dipendenti dell'Istituto di ricerca di strumentazione per l'energia termica dell'URSS.

I prodotti Westmedgroup coprono l'intera gamma di dispositivi per terapia intensiva, in particolare i misuratori di flusso di Flowmeter, un produttore riconosciuto di apparecchiature di misurazione.

Flussometri - dispositivi tecnici, destinato alla misurazione del flusso di massa o di volume.

Ci sono molti vari segni, in base al quale è possibile classificare i misuratori di portata (ad esempio, per precisione, campi di misura, tipo di segnale in uscita, ecc.). Tuttavia, la più generale è la classificazione secondo i principi di misurazione, secondo quei fenomeni fisici con l'aiuto dei quali la quantità misurata viene convertita nel segnale di uscita del convertitore primario del misuratore di portata (sensore).

• Misuratori di portata a pressione differenziale variabile (con dispositivi di restrizione; con resistenza idraulica; centrifughi; con dispositivi di pressione; a getto), che convertono la pressione di velocità in pressione differenziale.
• Misuratori di portata (misuratori di portata differenziali costanti - rotametri, galleggiante, pistone, idrodinamici), che convertono la pressione cinetica nel movimento del corpo aerodinamico.
• Misuratori di portata tachimetrici (turbina con turbina assiale o tangenziale; sfera), che convertono la velocità del flusso nella velocità angolare di rotazione dell'elemento aerodinamico (pale o sfera della turbina).
• Misuratori di portata elettromagnetici che convertono la velocità di un fluido conduttore che si muove in un campo magnetico in campi elettromagnetici.
• Misuratori di portata ad ultrasuoni basati sull'effetto del trascinamento delle vibrazioni sonore da parte di un mezzo in movimento.
• Misuratori di portata inerziali (turbopotenza; Coriolis; igroscopici), basati sull'effetto inerziale della massa di fluido in movimento con accelerazione lineare o angolare.
• Misuratori di portata termici (calorimetrici; a filo caldo) basati sull'effetto del trasferimento di calore da parte di un mezzo in movimento da un corpo riscaldato.
• Misuratori di portata ottici basati sull'effetto del trascinamento della luce da parte di un mezzo in movimento (Fizeau-Fresnel) o della diffusione della luce da parte di particelle in movimento (Doppler).
• Misuratori di portata tag (con tag termici, a ionizzazione, magnetici, di concentrazione, turbolenti), basati sulla misurazione della velocità o dello stato del tag mentre passa tra due sezioni fisse del flusso.

I misuratori di portata sono componenti per gas medicinali. In ambito medicale i misuratori di portata vengono installati su: consolle di distribuzione gas, gassificatore criogenico, pompa a siringa, sul sistema di distribuzione gas di apparecchiature ospedaliere centralizzate.

Una parte significativa dei misuratori di portata prodotti in commercio ha una classe di precisione (errore ridotto) dell'1-1,5%. Se assumiamo che le misurazioni vengano effettuate principalmente al centro della scala, l'errore relativo di queste misurazioni è del 2-3%. Tenendo conto dell’influenza di vari fattori destabilizzanti, l’errore reale sarà ancora maggiore.

Allo stesso tempo, per una gestione efficace dei processi tecnologici nell'industria petrolifera, del gas, chimica, energetica e dei trasporti, le operazioni contabili oggi richiedono una maggiore precisione delle misurazioni del flusso. È questa circostanza che rende necessaria la creazione e l'implementazione di misuratori di portata con una classe non inferiore allo 0,1-0,3%.

Caratteristica pratica di misurazione del flusso - una gamma estremamente ampia di sostanze misurate con diverse proprietà fisiche e chimiche - densità, viscosità, temperatura, composizione di fase e struttura. Pertanto, in quest'area di misurazione, il problema della creazione di dispositivi invarianti (insensibili) alle proprietà fisiche e chimiche dei mezzi misurati e ai parametri non informativi del segnale di ingresso è particolarmente acuto.

Trovare nuovi principi per stabilizzare la funzione di conversione, utilizzare sistemi per la correzione automatica delle letture, introdurre correzioni: queste sono le direzioni principali della ricerca tecnica per una soluzione a questo problema.

Strutturalmente, nel caso generale, i misuratori di portata sono costituiti da un trasduttore primario - la parte di misura e da un trasduttore secondario - l'unità elettronica. In base alla progettazione dei convertitori primari, possono essere suddivisi nei seguenti tipi:

• flusso totale, il cui convertitore primario è integrato direttamente nella sezione trasversale della tubazione;
• sommergibile, il cui convertitore primario è inserito nella tubazione attraverso un foro. Questi dispositivi, a seconda del progetto, possono essere installati/smontati senza togliere pressione nella tubazione;
• con convertitori primari clamp-on, montati direttamente su superficie esterna condutture - solo misuratori di portata ad ultrasuoni.
• Il tipo principale di connessione dei misuratori di portata a portata totale a una tubazione è la flangia. Ne esistono due tipi:
• collegamento a flangia tradizionale, quando la parte di flusso del misuratore di portata presenta flange in ingresso e in uscita, che sono avvitate con bulloni o prigionieri alle flange di accoppiamento della tubazione;
• connessione sandwich, quando la parte di flusso del flussometro non ha le proprie flange, ma è fissata tra le flange di accoppiamento della tubazione mediante perni lunghi.

Entrambi i tipi di collegamenti a flangia sono ugualmente affidabili, tuttavia, il collegamento a sandwich richiede maggiore attenzione durante l'esecuzione dei lavori di saldatura e l'installazione del flussometro. D'altro canto, il costo dei misuratori di portata con connessione sandwich è significativamente inferiore rispetto a quello con connessione flangiata a causa del minor consumo di metallo.

I misuratori di portata a flusso pieno determinano con maggiore precisione la velocità media del flusso, poiché effettuano misurazioni sull'intera sezione trasversale del flusso. Di conseguenza hanno un errore di misura inferiore, fino a ±0,2...0,5% del valore misurato. La precisione della misurazione del flusso con i misuratori di portata massica Coriolis è praticamente indipendente dal profilo del flusso, il che consente errori di misurazione flusso di massa circa ±0,1…0,2% del valore misurato.

I misuratori di portata sommergibili misurano la velocità del flusso in un singolo punto. La velocità media del flusso è determinata in essi sulla base delle dipendenze teoriche e sperimentali esistenti della distribuzione delle velocità del flusso sulla sezione trasversale della tubazione. Diversi fattori di disturbo portano alla distorsione del profilo del flusso, che non può che influenzare i risultati di misurazione di questi strumenti. Attualmente l'errore di misura dei misuratori di portata sommergibili è di circa ±1...2% della scala e dipende in modo significativo dalla correttezza della loro installazione.

I misuratori di portata a ultrasuoni misurano la velocità del flusso su uno o più piani della sezione trasversale del flusso a seconda del numero di trasduttori primari, che determina il loro errore di misurazione del flusso di ±1...3% del valore misurato. L'errore di questi dispositivi dipende anche dalla correttezza e dalla posizione di installazione dei trasduttori primari.

A seconda della loro disposizione, i misuratori di portata possono essere:

• design integrale: il convertitore secondario è montato direttamente sul convertitore primario;
• versione remota: il convertitore secondario è montato ad una certa distanza da quello primario e ad esso collegato tramite un cavo.

Nella maggior parte dei casi è più opportuno utilizzare flussimetri integrati. Tuttavia, ci sono una serie di fattori in presenza dei quali vengono utilizzati i misuratori di portata in una progettazione distanziata:

• alta temperatura del mezzo misurato;
• Calore ambiente nel luogo in cui è installato il flussometro;
• elevata vibrazione della tubazione;
• la possibilità di allagamento del sito di installazione del misuratore di portata (per tali casi, i convertitori primari, di norma, hanno un design impermeabile IP68);
• Accesso difficoltoso al luogo di installazione del flussometro.

In molti settori ci sono aree pericolose, in cui sono o possono formarsi atmosfere esplosive di gas a causa di perdite ed evaporazione di sostanze infiammabili. In tali aree è necessario utilizzare misuratori di portata antideflagranti.

I più diffusi sono due tipi di protezione contro le esplosioni per i misuratori di portata: circuito a sicurezza intrinseca - questo metodo implica che se si verifica una scintilla nei circuiti elettrici del dispositivo, la sua potenza non sarà sufficiente per accendere una miscela esplosiva;

custodia a prova di esplosione: questo metodo implica che i circuiti elettrici del dispositivo siano collocati in una custodia speciale e altamente resistente. In questo caso, non si esclude il contatto dei circuiti elettrici con una miscela esplosiva e la possibilità della sua accensione, ma è garantito che il proiettile resisterà alla sovrappressione risultante dall'esplosione, cioè lo scoppio non andrà oltre i limiti di il guscio antideflagrante.

Classificazione dei compiti di misurazione del flusso

In base al loro scopo funzionale, i compiti di misurazione del flusso nell’industria possono essere suddivisi in due parti principali:

• compiti contabili:
  • commerciale;
  • operativo (tecnologico);
• compiti di controllo e gestione dei processi tecnologici:
  • mantenimento di una determinata portata;
  • mescolare due o più media in una certa proporzione;
  • processi di dosaggio/riempimento.

Le attività contabili pongono requisiti elevati all'errore delle misurazioni del flusso e alla stabilità del flussometro, poiché le sue letture costituiscono la base per le transazioni di regolamento tra il fornitore e il consumatore. Le attività di misurazione operativa includono applicazioni come la misurazione inter-negozio, intra-negozio, ecc. A seconda dei requisiti per queste attività, è possibile utilizzare misuratori di portata dal design più semplice con un errore di misurazione maggiore rispetto alla misurazione commerciale.

I compiti di monitoraggio e controllo dei processi tecnologici sono molto diversi, quindi la scelta del tipo di flussometro dipende dal grado di importanza e dai requisiti per un determinato processo.

A seconda delle condizioni di misurazione, i problemi di determinazione del flusso possono essere classificati come segue:

• misurazione del flusso in tubazioni (in pressione) completamente piene;
• misurazione del flusso in tubazioni parzialmente riempite (non in pressione), canali aperti e vassoi.

Le attività di misurazione del flusso in tubazioni completamente piene sono comuni e la maggior parte dei misuratori di portata sono progettati specificamente per questo scopo di questa applicazione. I compiti del secondo gruppo sono specifici, poiché richiedono innanzitutto la determinazione del livello del liquido. Inoltre, a seconda del tipo di vasca o canale, è possibile determinare la portata attraverso il livello misurato sulla base delle dipendenze del flusso del liquido dal livello teoricamente provate e confermate sperimentalmente. Esistono tuttavia applicazioni in cui, oltre a misurare il livello del liquido in un canale, una vaschetta o una tubazione parzialmente piena, è necessario determinarne la portata.

Misurazione del flusso di fluidi

Per misurare il flusso di liquidi in condizioni industriali Si consiglia l'utilizzo di misuratori di portata e rotametri elettromagnetici, ultrasonici, Coriolis massici. Inoltre, in alcuni casi, la soluzione ottimale può essere l’utilizzo di flussometri a vortice e flussometri a pressione differenziale variabile.

Nella scelta degli strumenti per la misurazione del flusso di liquidi e polpe elettricamente conduttive, si consiglia innanzitutto di considerare la possibilità di utilizzare misuratori di portata elettromagnetici.

A causa loro caratteristiche del progetto, varietà di materiali di rivestimento ed elettrodi, questi dispositivi hanno una vasta gamma di applicazioni e vengono utilizzati per misurare il flusso dei seguenti fluidi:

• mezzi tecnici generali (acqua, ecc.);
• ambienti altamente corrosivi (acidi, alcali, ecc.);
• mezzi abrasivi e adesivi (adesivi);
• liquami, paste e sospensioni con un contenuto di fibre o solidi superiore al 10% (in peso).

Elevata precisione di misura (± 0,2...0,5% del valore misurato), breve tempo di risposta (fino a 0,1 s a seconda del modello), nessuna parte in movimento, elevata affidabilità e lunga durata, manutenzione minima - tutto ciò rende pienamente I misuratori di portata elettromagnetici flow sono la soluzione ottimale ai problemi di misurazione del flusso e di contabilizzazione della quantità di mezzi elettricamente conduttivi in ​​tubazioni di piccolo e medio diametro.

I misuratori di portata elettromagnetici sommergibili sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni controllo operativo E processi tecnologici, dove non è richiesta un'elevata precisione di misurazione, nonché quando si misura il flusso in tubazioni di grande diametro (> CN400) e la velocità del flusso in canali e vassoi aperti.

I misuratori di portata ad ultrasuoni vengono utilizzati principalmente per misurare il flusso di mezzi non elettricamente conduttivi (olio e suoi prodotti, alcoli, solventi, ecc.). I misuratori di portata a portata totale vengono utilizzati sia nelle unità di dosaggio commerciali che per il controllo di processo. L'errore di misurazione di questi dispositivi, a seconda del modello, è di circa ± 0,5% del valore misurato. A seconda del principio di misurazione, il mezzo deve essere pulito (flussometri a impulsi temporali) o contenere particelle non disciolte e/o aria non disciolta (flussometri Doppler). Esempi di mezzi per il secondo caso includono miscele idrauliche, sospensioni, fluidi di perforazione, ecc.

I misuratori di portata con sensori clamp-on sono facili da installare e, di norma, vengono utilizzati per la misurazione operativa e in processi tecnologici non critici (errore dell'ordine di ±1...3% della scala) o in applicazioni in cui non è possibile installare flussimetri a portata totale.

I misuratori di portata Mass Coriolis, grazie al loro principio di misura, possono misurare il flusso di quasi tutti i fluidi. Questi dispositivi sono caratterizzati da un'elevata precisione di misura (± 0,1...0,5% del valore misurato durante la misurazione del flusso di massa) e da costi elevati. Pertanto, i misuratori di portata Coriolis sono consigliati principalmente per l'uso in unità di misura fiscale, processi di dosaggio/riempimento o processi tecnologici critici in cui è necessario misurare la portata di massa di un fluido o controllare più parametri contemporaneamente (portata di massa, densità e temperatura).

Di norma, i materiali utilizzati per la misurazione dei tubi nei misuratori di portata massica sono: acciaio inossidabile, lega Hastelloy, pertanto questi strumenti non sono adatti per misurare fluidi altamente corrosivi. Inoltre, la precisione della misurazione del flusso con i misuratori di portata massica è fortemente influenzata dalla presenza di gas non disciolto nel mezzo misurato.

I rotametri vengono utilizzati per misurare piccole portate. La classe di precisione di questi dispositivi, a seconda del modello, varia tra 1,6...2,5.

Come materiali del tubo di misurazione vengono utilizzati acciaio inossidabile e PTFE, il che consente l'uso di rotametri per misurare il flusso di mezzi corrosivi.

I rotametri metallici consentono anche di misurare il flusso di fluidi ad alta temperatura. Va notato che è impossibile misurare la portata di mezzi adesivi, abrasivi e con impurità meccaniche utilizzando i rotametri. Inoltre, esiste una restrizione all'installazione di questo tipo di misuratori di portata: la loro installazione è consentita solo su tubazioni verticali con la direzione del flusso del mezzo misurato dal basso verso l'alto. I moderni rotametri, oltre agli indicatori, possono essere equipaggiati con un modulo elettronico a microprocessore con segnale di uscita 4...20 mA, un contatore di quantità totale e finecorsa per il funzionamento in modalità flussostato.

Sebbene i misuratori di portata a vortice siano stati sviluppati specificatamente per la misurazione del flusso di gas/vapore, possono essere utilizzati anche per la misurazione del flusso mezzi liquidi. Tuttavia, a causa del loro caratteristiche di progettazione, le applicazioni più consigliate di questi dispositivi in ​​compiti di contabilità operativa e controllo dei processi tecnologici sono: misurazione del flusso di liquidi ad alta temperatura con temperature fino a +450 ° C; misura del flusso di liquidi criogenici con temperature fino a -200 °C; ad alta pressione di processo nella tubazione, fino a 25 MPa; misurazione della portata in tubazioni di grande diametro (flussometri a vortice sommergibili). Il liquido deve essere pulito, monofase, con una viscosità non superiore a 7 cP.

Misurazione del flusso di gas e vapore

A differenza dei liquidi, che convenzionalmente possono essere considerati mezzi praticamente incomprimibili, il volume dei mezzi gassosi dipende in modo significativo dalla temperatura e dalla pressione. Pertanto, tenendo conto della quantità di gas, funzionano con volume e portata ridotti o a condizioni normali (T = 0 °C, P = 101.325 kPa ass.) o a condizioni standard (T = +20 °C, P = 101.325 kPa assoluti).

Pertanto, per misurare la quantità di gas e vapore, insieme a un misuratore di portata volumetrico, sensori di pressione e temperatura, un densimetro o un misuratore di portata massica, nonché un dispositivo informatico (correttore o altro dispositivo secondario con funzioni matematiche appropriate) sono necessarie. Quando si regola il flusso di gas nei processi tecnologici, spesso ci si limita a misurare solo il flusso volumetrico, ma per un controllo accurato è anche necessario determinare il flusso in condizioni normali, soprattutto in caso di fluttuazioni significative della densità del gas.

Molto spesso, il metodo della differenza di pressione variabile (APD) viene utilizzato per misurare il flusso di gas e vapore e i dispositivi di restrizione, principalmente un diaframma standard, vengono tradizionalmente utilizzati come convertitori di flusso primari. I principali vantaggi dei misuratori di portata PPD sono la verifica senza fuoriuscite, il basso costo, un'ampia gamma di applicazioni e una vasta esperienza operativa. Tuttavia, questo metodo presenta anche degli svantaggi molto gravi: una dipendenza quadratica della caduta di pressione dalla portata, grandi perdite di carico sui dispositivi di restrizione e requisiti rigorosi per le sezioni diritte della tubazione. Di conseguenza, attualmente, sia in Russia che nel mondo, c'è una chiara tendenza a sostituire i sistemi di flussometro con dispositivi di limitazione con flussometri con altri principi di misurazione. Per le tubazioni di piccolo e medio diametro esiste oggi un'ampia scelta di diversi metodi e mezzi di misurazione del flusso, ma per tubazioni con un diametro di 300...400 mm e superiore non esiste praticamente alcuna alternativa al metodo RPM. Per eliminare gli svantaggi dei tradizionali misuratori di portata RPM con dispositivi ad orifizio, pur mantenendo i vantaggi del metodo stesso, è possibile utilizzare i tubi di pressione media della serie Torbar come convertitori di flusso primari e i sensori digitali di pressione differenziale della serie EJA/ Serie EJX come mezzo di misura della pressione differenziale (manometri differenziali). Allo stesso tempo, le perdite di pressione vengono ridotte di decine e centinaia di volte, tratti rettilinei vengono ridotti in media di 1,5...2 volte, il range dinamico della portata può raggiungere 1:10.

Recentemente, i misuratori di portata a vortice sono diventati più ampiamente utilizzati per misurare il flusso di gas e vapore. Rispetto ai misuratori di portata a pressione variabile, hanno un range dinamico più ampio, minori perdite di carico e dirette

in sezioni. Questi dispositivi sono più efficaci nelle attività di misurazione, principalmente commerciali, e nelle attività critiche di controllo del flusso. Utilizzando un flussometro con sensore di temperatura integrato o un flussometro standard insieme a sensori di temperatura e pressione è possibile determinare il flusso di massa del fluido, il che è particolarmente importante quando si misura il flusso di vapore.

Tuttavia, a causa delle peculiarità del loro principio di misura, questi dispositivi non vengono utilizzati per:

misurazioni del flusso di mezzi multifase, adesivi e con inclusioni solide; misurazione del flusso di fluidi con basse portate.

A portate basse e medie, i rotametri sono ampiamente utilizzati per misurare il flusso di gas. Questi dispositivi sono progettati per funzionare sia in ambienti ad alta temperatura che corrosivi e sono ampiamente utilizzati in vari disegni. Tuttavia, come accennato in precedenza, i rotametri sono montati solo su tubazioni verticali con una direzione del flusso dal basso verso l'alto e non vengono utilizzati quando si misura il flusso di mezzi adesivi e mezzi contenenti inclusioni solide, comprese quelle abrasive.

NPF "RASKO" si occupa da oltre 15 anni delle questioni relative alla misurazione commerciale di acqua, calore, gas e vapore. Numerosi articoli dei nostri specialisti in varie pubblicazioni sono dedicati a questo problema. Di seguito offriamo per la discussione un articolo di Ivanushkin I.Yu., un ingegnere metrologo presso il Centro per la migrazione di Kolomna, che tocca, a nostro avviso, una questione interessante relativa all'introduzione di nuovi dispositivi di misurazione del gas commerciale.

Dispositivi di misurazione: possono essere utilizzati tutti?

Ivanushkin I.Yu. ingegnere metrologico, 1a categoria, filiale di Kolomna dell'istituto statale federale "Mendeleevskij CSM"

In connessione con l'importanza che sta acquisendo la contabilità delle risorse energetiche, soprattutto in connessione con l'imminente adozione di una nuova edizione della legge sul risparmio energetico, vorrei parlare ancora una volta dei dispositivi utilizzati per questo circuito, in particolare di questo classe di strumenti di misura come misuratori di portata a getto d'inchiostro - misuratori.

È noto che i requisiti principali per i dispositivi di misurazione commerciali includono un'elevata precisione di misurazione in un'ampia gamma di variazioni delle quantità fisiche, affidabilità, stabilità delle letture durante l'intervallo di calibrazione e facilità di manutenzione. Quest'ultimo comprende anche i lavori relativi alla verifica degli strumenti, ovvero la conferma periodica delle loro caratteristiche metrologiche.

Sono questi indicatori che attirano l'attenzione dei consumatori da parte di numerose organizzazioni che producono e vendono dispositivi di misurazione. Promesse di elevata precisione, ampi intervalli di misurazione, lunghi intervalli di verifica (MPI) e talvolta la possibilità di verifica senza smantellamento, la possibilità di sezioni diritte delle tubazioni di misurazione (IT) o valori insolitamente piccoli, ecc. ecc., cadono sulla testa dei consumatori come da una cornucopia. Ma è sempre vero questo?

Parleremo, come già accennato, dei misuratori di portata a getto d'inchiostro. In primo luogo, perché dispositivi di questo tipo sono apparsi sul mercato relativamente di recente e si sa poco di loro, e in secondo luogo, perché alcuni produttori di questi contatori seducono i consumatori, in particolare i proprietari di sistemi di misurazione basati su dispositivi di restringimento, con il già citato rifiuto di lunghi tratti rettilinei e l'assenza della necessità di verificare questi dispositivi molto restrittivi (SU).

In realtà, il jet self-generator (SAG), che è il “cuore” di questi contatori, è noto da molto tempo e viene utilizzato nei sistemi di automazione pneumatica come uno dei collegamenti. Ha iniziato ad essere utilizzato per la misurazione del flusso relativamente di recente e sul mercato interno esistono diversi modelli di tali dispositivi di diversi produttori.

RM-5-PG: “Misurazione accurata del flusso volumetrico secondo GOST 8.586-2005 in un ampio intervallo dinamico, indipendentemente dalla densità del mezzo misurato... Intervallo di portate misurate 1:20...... Precisione ±1,5%.”

(Permettetemi di ricordarvi: GOST 8.586-2005 "Misurazione del flusso e della quantità di liquidi e gas utilizzando dispositivi di restrizione standard").

IRGA-RS: “Il funzionamento di un misuratore di portata a getto si basa sul principio della misurazione della portata e della quantità di fluido utilizzando il metodo della differenza di pressione variabile. La determinazione del valore della caduta di pressione e la sua conversione per i circuiti di misurazione del flusso vengono effettuate da un jet self-generator (SAG), che fa parte del flussometro a getto. Viene utilizzato insieme ad un dispositivo di limitazione e sostituisce di fatto un manometro differenziale nei gruppi di dosaggio basati su dispositivi di limitazione (SU).

Il SAG è un elemento a getto bistabile ricoperto da feedback che garantisce una modalità di auto-oscillazione. Le oscillazioni del getto nel SAG generano pulsazioni di pressione, che vengono convertite in un segnale elettrico mediante sensori piezoelettrici. La frequenza di questo segnale è proporzionale alla portata volumetrica (la radice quadrata della differenza di pressione tra l'ingresso e l'uscita del SAG, cioè tra le camere positiva e negativa del dispositivo di limitazione incluso nel flussimetro a getto).

In seguito alla sostituzione del sistema di controllo con manometro differenziale con il modello "Irga-RS", le caratteristiche tecniche e metrologiche dell'unità di dosaggio vengono migliorate: il campo di misura aumenta e diventa non inferiore a 1:30, e l'errore di misura nell'intervallo da 0,03 Q max a Q max sarà ≤ ± 0,5%, senza tenere conto dell'errore sistematico dell'SU. I costi di tale ricostruzione sono paragonabili al costo della vecchia stazione di misurazione”.

Turbo Flow GFG-F: “Vantaggi:

• errore relativo ± 1%,
• tratti rettilinei minimi,
• gamma dinamica 1:100, espandibile a 1:180,
• compatibilità delle dimensioni di collegamento con le comuni tipologie di contatori flangiati.

Principio di funzionamento del complesso di misura Turbo FlowGFG-F:

Il flusso di gas, passando attraverso la tubazione, entra nella camera di lavoro del flussometro, in cui è installato un diaframma. Davanti al diaframma si forma un'area ipertensione, a causa di quale parte del flusso entra nell'autogeneratore del getto (SAG, dove si formano oscillazioni del flusso di gas, proporzionali alla velocità del flusso).”

Turbo Flow GFG-ΔP: "Misuratori di portata gas Turbo Flow GFG-ΔP progettato per la modernizzazione di unità di dosaggio basate su dispositivi ad orifizio (SU) dotati di convertitori di pressione differenziale. Per la modernizzazione, al posto di un manometro differenziale, su un blocco valvole standard sono installati un trasduttore di flusso primario (PR) e un'unità elettronica di elaborazione delle informazioni. La frequenza registrata sugli elementi del generatore di getto dipende funzionalmente dal flusso di gas attraverso il sistema di controllo. Il segnale di frequenza convertito è linearmente proporzionale alla portata del gas che passa attraverso la centralina.

La sostituzione dei dispositivi esistenti avviene installando il misuratore di portata GFG-ΔP su tubazioni già installate, senza costi aggiuntivi per l'installazione delle tubazioni. Di conseguenza, le caratteristiche metrologiche dell'unità di misurazione vengono migliorate. La gamma dinamica è estesa a 1:100 e l’errore di misurazione è ridotto a ±1% sull’intero intervallo di misurazione.”

RS-SPA-M: “Vantaggi dei misuratori di portata a getto:

• unificazione degli strumenti di misura per ambienti diversi;
• l'assenza di parti in movimento, che comporta elevata affidabilità, stabilità delle caratteristiche nel tempo ed elevata producibilità del prodotto;
• indipendenza del coefficiente di calibrazione dalla densità del mezzo misurato;
• la capacità di misurare basse portate, mezzi aggressivi, non conduttivi e criogenici;
• non sono necessari tratti rettilinei prima e dopo il luogo di installazione;
• Possibilità di sopralluogo nel luogo di installazione.

Funzionalità del dispositivo:

Portare il flusso (volume) alle condizioni normali (quando si collegano i sensori di temperatura e pressione al dispositivo).

Misurazione della densità del mezzo misurato.

Misurazione del flusso di massa (volume).

Esecuzione dell'ispezione senza smantellamento dalla pipeline.

Specifiche:

Mezzi misurati: liquidi, gas, vapore

Diametro nominale, mm: 5÷4000

Gamma dinamica di misurazione, Q max / Q min: 50:1

Limite dell'errore di base consentito, %: 0,15."

Quest'ultimo attira un'attenzione particolare, poiché nella nostra regione circa il 25-30% delle stazioni di misurazione gas naturale dotati di questi contatori e si tende ad aumentarli.

“Svantaggi: un misuratore di portata a getto autogenerante presenta tutti gli svantaggi di un misuratore di portata a vortice...

(* Nota: sopra nell'articolo, l'autore elenca gli svantaggi dei misuratori di portata a vortice: maggiore sensibilità alle distorsioni nel diagramma della velocità del flusso (e quindi maggiori requisiti per la stabilità del flusso, cioè per le lunghezze delle sezioni diritte) e perdite di carico irreversibili relativamente grandi associato ad un'intensa formazione di vortici quando il flusso scorre con calore scarsamente aerodinamico. Lo svantaggio più grave è l'insufficiente stabilità del coefficiente di conversione nell'intervallo richiesto, che praticamente non ci consente di consigliare dispositivi di questo tipo per la misurazione del gas commerciale senza una calibrazione preliminare del prodotto direttamente in condizioni operative o estremamente vicino ad esse.)

Tuttavia, sfortunatamente, ce ne sono altri. Innanzitutto, l'elemento jet (la base di questo dispositivo) ha un aspetto estremamente grandi dimensioni in relazione alla portata misurata. Pertanto, da un lato può essere utilizzato solo come flussometro parziale, attraverso il quale passa solo una piccola parte del flusso di gas che attraversa la sezione di misura (e questo riduce inevitabilmente l'affidabilità delle misurazioni), e dall'altro , è significativamente più suscettibile all'intasamento rispetto a un flussometro a vortice. In secondo luogo, l’instabilità del coefficiente di conversione di questo dispositivo è addirittura maggiore di quella di un misuratore di portata a vortice”.

Nello stesso articolo, l'autore presenta i risultati dei test del misuratore di portata RS-SPA condotti dalla società GAZTURBavtomatika insieme alla società Gazpriboravtomatika, a seguito dei quali è stato riscontrato che la variazione del coefficiente di conversione per varie modifiche del dispositivo varia dal 14,5% al ​​18,5% quando la portata attraverso il dispositivo varia entro un intervallo di portata non superiore a 1:5 (!).

In secondo luogo, è sconcertante che, ad esempio, per i contatori del tipo RS-SPA sia stata sviluppata una propria procedura di misurazione (MVI) MI 3021-2006, che contraddice ampiamente GOST 8.586-2005, soprattutto in termini di requisiti per l'installazione degli strumenti di misura (MI) e sezione di misura. Vale la pena soffermarsi su questo in modo più dettagliato, poiché domande simili sono sorte durante la comunicazione con produttori di altri modelli, ad esempio Turbo Flow GFG. L'ostacolo principale sono stati i requisiti per il sistema di controllo e per i tratti rettilinei. Permettetemi di ricordarvi che entrambi i contatori sono disponibili in due versioni: alcuni sono utilizzati per sostituire i manometri differenziali e sono collegati a sistemi di controllo esistenti, altri (solitamente per IT di piccoli diametri) sono realizzati in versione monoblocco con un proprio sistema di controllo. Ad esempio, nei misuratori RS-SPA, il “trasduttore di flusso primario (PFC) RS include un SAG con un dispositivo di conversione del segnale, realizzato in un'unica unità e installato su una tubazione di misurazione con un restringimento locale del flusso. Qui, mi sembra, dobbiamo separare due domande: perché è necessario un diaframma (restringimento locale del flusso) e perché sono necessari tratti rettilinei di una certa lunghezza?

Qualunque cosa dicano i produttori, in un modo o nell'altro questi dispositivi utilizzano esattamente la differenza di pressione che si crea per calcolare la portata. SU In uno dei brevetti per il misuratore RS-SPA (n. 2175436), l'autore, dopo aver spiegato il funzionamento del SAG, scrive quanto segue: “... Di conseguenza, si stabiliscono oscillazioni stabili del getto con un frequenza proporzionale alla portata volumetrica e alla radice quadrata del rapporto tra la caduta di pressione attraverso l'autogeneratore a getto e la densità del mezzo misurato

f= kQ = k √(∆ρ/ρ), dove

f - frequenza di oscillazione.

Q - portata volumetrica;

∆ρ e ρ - caduta di pressione e densità del mezzo misurato;

k è il coefficiente di proporzionalità."

La caduta di pressione attraverso il SAG, o, in altre parole, la differenza di potenziale, è la fonte delle auto-oscillazioni e la loro frequenza dipende dall'entità di questa differenza. Cioè, il calcolo della portata è tanto più accurato quanto più precisa è la misurazione della frequenza di oscillazione, cioè quanto più accuratamente la caduta di pressione attraverso il SAG corrisponde alla portata attraverso una determinata sezione dell'IT. I parametri del sistema di controllo influiscono sulla precisione della riproduzione della caduta di pressione? Senza dubbio. Sono già stati scritti decine di volumi con centinaia di articoli e GOST 8.586-2005, che in una certa misura hanno riassunto i risultati di numerosi studi su questo problema. Perché i produttori affermino che quando installano questi contatori non si preoccupano più delle condizioni del sistema di controllo è del tutto incomprensibile. Come è noto, la qualità del bordo d'attacco, la rugosità ed altri parametri del diaframma influenzano l'accuratezza della riproduzione della differenza.

Lasciate che vi faccia un esempio. Poiché uno degli obiettivi principali che oggi perseguono i consumatori di gas (e che è supportato dai responsabili delle vendite) è semplificarsi la vita ed eliminare la necessità di allungare i tratti rettilinei (!), lo smontaggio annuale e il controllo dei diaframmi (!) , per ridurre tutta la verifica del complesso di misurazione alla verifica del contatore “sul posto” (!), e anche una volta ogni due anni (!), molto presto potrebbero comparire discrepanze negli indicatori di bilancio, le cui ragioni saranno poco chiaro. Il collegamento afferma che la durata media totale, ad esempio, di un contatore RS-SPA è di 8 animali domestici. Ecco come cambieranno le letture del contatore durante questo intervallo di tempo, se il calcolo viene eseguito non secondo il metodo, ma secondo GOST 8.586, cioè senza ignorare la presenza di un dispositivo di limitazione nel contatore. I dati rilevati erano i valori di una specifica unità di misurazione del gas naturale da una delle numerose stazioni di misurazione del gas di un'impresa costruttrice di macchine e i parametri del contatore RS-SPA della versione RS-PZ installata sulla stazione di misurazione del gas, compresi i parametri del diaframma. La pressione media annua del gas è di 3,5 kgf/cm2, la temperatura media annua è di 5 °C, la caduta di pressione massima (mantenuta approssimativamente tutto l'anno) è di 25.000 Pa. La variazione media annua del diametro interno del diaframma è stata assunta pari a + 0,01%. il valore è abbastanza realistico, anzi sottostimato, vista la qualità del gas. Risultati del calcolo:

installando il contatore la portata massima Qc sarà di 4148,89 m 3 /h;

dopo due anni (primo intervallo di taratura del contatore) tale valore sarà già pari a 4182,56 m 3 / h;

dopo quattro anni 4198,56 m 3 / h:

dopo sei anni 4207,21 m 3 / h:

dopo otto anni (durata garantita del contatore) -4212,38 m 3 / h.

Pertanto, dopo otto anni di funzionamento, a parità di altre condizioni, il contatore mostrerà una portata superiore di 63,58 m3/h (!) a quella reale, pur essendo pienamente operativo e verificato, mantenendo cioè la sua caratteristiche.

Noto che i calcoli hanno tenuto conto solo della variazione del diametro interno del diaframma e della variazione del fattore di correzione per lo smussamento del bordo di ingresso (formule 5.13 e 5.14 GOST 8.586.2-2005), le restanti caratteristiche, comprese le caratteristiche della condotta di misura, sono state considerate invariate.

Inoltre, le caratteristiche del complesso di misura sono state calcolate alla minima perdita di carico presa in considerazione (al momento dell'installazione del misuratore era di 1000 Pa, mentre l'incertezza estesa relativa della misura della portata era del 3,93%). Come risultato dei calcoli, sono stati ottenuti i seguenti valori dell'incertezza estesa relativa (nelle stesse condizioni di variazione del diametro interno del diaframma e del coefficiente di smussamento del bordo anteriore):

dopo due anni 4,06%;

dopo quattro 4,16%;

dopo le sei 4,22%;

dopo le otto 4,25%.

Cioè, dopo due anni di funzionamento, alla verifica successiva, il complesso di misurazione non soddisferebbe più gli standard di errore stabiliti. È abbastanza difficile parlare di contabilità commerciale, poiché la sua affidabilità è più che dubbia. Vorrei aggiungere che i risultati completi dei calcoli, che non sono presentati qui per non sovraccaricare l'articolo, mostrano che un cambiamento nell'intervallo specificato di caratteristiche del sistema di controllo porterà a un cambiamento in indicatori come il coefficiente di resistenza idraulica, coefficiente di perdita di pressione, ecc., che porterà a un cambiamento nelle caratteristiche non solo della fratturazione idraulica stessa, ma anche delle apparecchiature che consumano gas.

Vorrei notare che nei calcoli si è ipotizzato che il complesso di misurazione fosse realizzato tenendo conto dei requisiti di GOST 8.586-2005, ovvero includendo sezioni IT diritte della lunghezza richiesta, che i produttori di misuratori RS-SPA e alcuni altri dichiarare come facoltativo.

Anche il perché non è chiaro. Ripeto, l'accuratezza del calcolo della portata da parte dei contatori a getto d'inchiostro dipende dalla caduta di pressione attraverso il SAG, o più precisamente, da quanto accuratamente la caduta di pressione attraverso l'SU corrisponde alla portata. E questo, come sai, non dipende solo dalle caratteristiche del sistema di controllo. ma anche dal range di parametri in cui si trova la portata stessa nella sezione di misura. Affinché nel luogo in cui è installato il diaframma si formi un flusso stazionario, caratterizzato da un regime turbolento stabile con numero Re nella regione lineare, sono necessari tratti rettilinei di una certa lunghezza per escludere la presenza di disturbi locali del flusso. Anche su questo è stato scritto molto, anche in GOST 8.586-2005, che, sulla base dei risultati di molti anni di ricerca, regola i requisiti per i tratti rettilinei in base alla presenza di determinate resistenze locali (MC).

E un altro aspetto non può che suscitare sconcerto. Riguarda sulla gamma dinamica e sull'errore dei contatori. Permettetemi di ricordarvi gli svantaggi già "da manuale" del diaframma:

• ristretto intervallo dinamico di misurazione del flusso (in media da 1:3 a 1:5);
• segnale di uscita non lineare che richiede linearizzazione;
• normalizzazione dell'errore con riduzione a limite superiore misurazioni e, di conseguenza, un aumento iperbolico dell'errore ridotto al punto di misurazione al diminuire della portata;
• un significativo calo di pressione sul dispositivo di limitazione (SD), inevitabile a causa del principio di funzionamento;
• variazione incontrollata dell'errore dovuta allo smussamento del bordo durante il funzionamento;
• impossibilità di estrarre la centralina senza chiudere la tubazione:
• lunghezza significativa dei tratti rettilinei richiesti senza resistenza locale;
• intasamento delle linee d'impulso nei flussi “sporchi”, accumulo di condensa, con conseguenti letture errate;
• complessità del calcolo del CS, compreso il calcolo delle incertezze di misurazione del flusso.

Sono d'accordo che grazie all'elettronica integrata nel misuratore, è possibile espandere in una certa misura il campo di misurazione, linearizzare le caratteristiche del misuratore di portata e ridurre l'errore complessivo del complesso. Ma, ripeto, è improbabile che in alcun modo sia possibile tenere conto del cambiamento delle proprietà del diaframma almeno durante l'intervallo di calibrazione (per non parlare di un periodo di tempo più lungo), del grado di intasamento del le linee di collegamento (variazioni del valore della caduta di pressione) e, inoltre, la distorsione del flusso dovuta alla resistenza locale.

E tutto andrebbe bene se non fosse per il fatto che questi contatori sono, di regola, utilizzati in unità di misurazione commerciali per gas e liquidi, cioè sono in un modo o nell'altro collegati alla contabilità statale e al risparmio energetico operazioni. Numerose pubblicazioni sull'argomento indicano l'inapplicabilità di questi dispositivi per questi circuiti, e nella relazione del gruppo di lavoro per la preparazione dei materiali e nel progetto di soluzione per una soluzione congiunta consiglio tecnico Dipartimento per l'economia dei combustibili e dell'energia e della prefettura di Mosca, la commissione che ha analizzato i contatori di calore e i misuratori di flusso d'acqua giunge ad una conclusione generalmente categorica: "Il contatore di calore RS-SPA-M-MAS non soddisfa la maggior parte dei requisiti di base e criteri aggiuntivi e non può essere raccomandato per l'uso." Noto che tra i criteri proposti dal gruppo di lavoro figurano, ad esempio, "elevata affidabilità e precisione delle misurazioni per un lungo periodo di tempo, resistenza idraulica minima alla portata nominale, compatibilità elettromagnetica", ecc.

Questi sono gli aspetti principali che volevo sottolineare quando si parla di misuratori di portata a getto d'inchiostro. Vorrei sottolineare ancora una volta che l'articolo non mette in discussione l'applicabilità del metodo per misurare il flusso in generale. Stiamo parlando specificamente della contabilità commerciale delle risorse energetiche, con le sue esigenze e le sue specificità. Pertanto, vorrei augurare ai produttori di tali dispositivi di essere più accurati e coscienziosi nel determinare le caratteristiche e le raccomandazioni sull'applicabilità dei loro prodotti per determinati scopi. Capisco, e ho sentito più di una volta, che il mercato detta le sue regole, ecc. e così via. Ma alla fine non dobbiamo dimenticare che usiamo tutti forniture comuni. E il pianeta produce petrolio, gas, acqua, aria, indipendentemente dalle formazioni politiche e dalle forme di proprietà. Allora chi vuole ingannare chi?

Caratteristiche della scelta della dimensione del misuratore di portata

Nella maggior parte dei casi, la portata da misurare varia in un intervallo abbastanza ampio da Q min (flusso minimo) a Q max (flusso massimo). Il rapporto tra la portata massima e quella minima è chiamato intervallo dinamico di misurazione. Bisogna ricordare che per portate minima e massima, in questo caso, si intendono quei valori misurati dal flussimetro che fornisce la precisione dichiarata.

La scelta della dimensione del flussometro è la più importante compito difficile. Il diametro nominale della sua parte di misura (DN) e il diametro della tubazione determinano la portata del mezzo misurato, la cui velocità deve essere entro determinati limiti.

Pertanto, quando si misura la portata di liquidi abrasivi, pasta di legno, fanghi minerali, ecc. misuratori di portata elettromagnetici, è necessario garantire che la velocità di movimento del fluido non sia superiore a 2 m/s. Quando si misurano le portate di fluidi soggetti alla formazione di sedimenti (acque reflue), al contrario, si consiglia di aumentare la velocità del fluido in modo che i depositi di fanghi vengano dilavati più efficacemente. Per misurare il flusso di liquidi puri non abrasivi con misuratori di portata elettromagnetici, si consiglia di fornire una velocità del flusso di 2,5...3 m/s.

Quando si misura la portata del liquido, la velocità del flusso non deve superare i 10 m/s. Quando si misura il flusso di gas e vapore, la velocità del flusso, nella maggior parte dei casi, non dovrebbe essere superiore a 80 m/s.

Valori approssimativi del flusso del liquido in base al diametro della tubazione e alla parte di misurazione del flussometro velocità diverse i movimenti del mezzo sono riportati nella Tabella 1.

Tabella 1.

DU		Consumo m3/h
[mm]	[pollice]	Consumo a v=0,3 m/s	Impostazione di fabbrica a v~2,5 m/s	Consumo a V=10 m/s
2	1/12"	0,0034	0,0283	0,1131
4	5/32"	0,0136	0,1131	0,4524
8	5/16"	0,0543	0,4524	1,810
15	1/2"	0,1909	1,590	6,362
25	1"	0,5301	4,418	17,67
32	1 1/4"	0,8686	7,238	28,95
40	250	10"	53,01	441,8
50	2"	2,121	17,67	70,69
66	2 1/2"	3,584	29,87	119,5
80	3"	5,429	45,24	181,0
100	4"	8,482	70,69	282,7
125	5"	13,25	110,5	441,8
150	6"	19,09	159,0	636,2
200	8"	33,93	282,7	1131
1767	1 1/2"	1,357	11,31	45,24

L'intervallo di misurazione del flusso è influenzato anche dalla temperatura e dalla pressione del mezzo misurato. La tabella 2 mostra, a titolo di esempio, gli intervalli per la misurazione del flusso d'aria ad una temperatura di 20°C e varie pressioni in eccesso di un flussometro a vortice.

Tavolo 2.

Diametro del tubo	Pressione (bar); Densità (kg/m3)
	0 bar 1.205 kg/m3	3,4 bar 5.248 kg/m3	6,9 bar 9,409 kg/m3	11 bar 14,28 kg/m3	13,8 bar 17,61 kg/m3	20,7 bar 25,82 kg/m3	27,6 bar 34,02 kg/m3	34,5 bar4 2,22 kg/m3	69 bar 83,24 kg/m3
50 mm	0,4829…9,748	1,288…4245	1,902…76,11	2,512…115,5	2,889…142,5	3,927…208,8	4,482…275,2	5,177…341,6	8,141…673,4
75 mm	1,064…21,48	2,838…93,52	4,190…167,7	5,535…254,6	6,365…313,9	8,215…460,1	9,895…606,3	11,41…752,5	17,94…1484
100 mm	1,832…36,98	4,888..161,0	7,215…288,7	99,531…438,3	10,96…540,5	14,15…792,3	17,00…1044	19,64…1296	30,89…2555
150 mm	4,157…83,93	11,09…365,5	16,37…655,3	21,63…994,8	24,88…1227	32,10…1798	38,59…2369	44,57…2941	70,09…5798
200 mm	7,199…145,3	19,21…632,8	28,35…1135	37,46…1723	43,07…2124	55,59…3113	66,82…4103	77,18…5092	121,4…10039
250 mm	11,35…229,1	30,27…997,5	44,69…1789	57,04…2715	67,90…3348	87,62…4908	105,3…6367	121,7…8027	191,3…15824
300 mm	16,11…325,2	42,97…1416	63,44…2539	83,81…3854	96,38…4752	124,4…6966	149,5…9180	172,7…11393	271,6…22462
350 mm	19,47…393,0	51,95….1712	76,68…3069	101,3…4659	116,5…5745	150,3…8420	180,7…11096	208,7…13772	328,3…27151
400 mm	25,43…513,4	67,85…2235	100,2…4008	132,3…6085	152,2…7503	196,4…10998	236,0…14493	272,6…17988	428,7…35462
450 mm	32,19…649,8	85,88…2830	126,8…5073	167,5…7702	192,6…9497	248,5…13921	298,8…18345	345,1…22768	542,7…44887
500 mm	40,00…807,4	106,7…3516	157,5…6304	208,1…9571	239,3…11801	308,8…17298	371,3…22795	428,8…28292	674,3…55776
550 mm	51,04…1030	136,2…4486	201,0…8044	265,5…12212	305,4…15058	394,1…22072	476,7…29086	547,1…36100	860,5…71170
600 mm	57,85…1168	154,3…5085	227,8…9118	301,0…13842	346,1…17068	446,7…25019	537,032969	620,2…40919	975,3…80671

Una determinazione più accurata delle portate minima e massima per una determinata dimensione del misuratore di portata viene effettuata utilizzando un software speciale sviluppato dal produttore. Il calcolo tiene conto dell'influenza dei valori minimo e massimo di temperatura e pressione del mezzo, della sua densità, viscosità e altre caratteristiche che influenzano la portata e il flusso volumetrico.

Effetto della resistenza idraulica

È inoltre necessario tenere conto del fatto che il flussometro può fornire una certa resistenza al movimento del mezzo misurato e introdurre ulteriore resistenza idraulica. Un misuratore di portata a vortice ha la massima resistenza idraulica a causa della presenza di un corpo tozzo di volume piuttosto grande nella parte di misurazione del dispositivo. Il misuratore di portata Coriolis presenta anche resistenza idraulica, che porta a perdite di pressione, a causa della presenza di curve e tubazioni di ramificazione nella progettazione.

I misuratori di portata elettromagnetici e ad ultrasuoni hanno la minore resistenza idraulica, poiché non presentano curve o parti sporgenti nella parte di misurazione. Sono completamente noiosi. Una certa perdita di pressione può essere causata dal materiale di rivestimento della parte di misurazione (ad es. rivestimento in gomma) o installazione errata(le guarnizioni di tenuta sporgono nella parte di flusso del misuratore di portata).

La tabella 3 mostra la gamma dinamica delle misurazioni del flusso e le portate massime per i flussometri principio diverso Azioni.

Tabella 3.

Metodo	Gamma dinamica	Portata massima
Elettromagnetico	100:1	10 m/s (liquido)
Vortice	25:1	10 m/s (liquido), 80 m/s (vapore, gas)
Ultrasuoni (sensori integrati)	100:1	10 m/s (liquido)
Ultrasuoni (sensori montati su tessuto)	100:1	12 m/s (liquido), 40 m/s (vapore, gas)
Coriolis	100:1	10 m/s (liquido), 300 m/s (vapore, gas)

Caratteristiche metrologiche e loro influenza sulla scelta

Attualmente esistono misuratori di portata elettromagnetici con range dinamico dichiarato di 500:1 e addirittura 1000:1. Intervalli dinamici così significativi si ottengono applicando la calibrazione multipunto quando il misuratore di portata viene spedito dalla produzione. Sfortunatamente, durante il funzionamento successivo, le caratteristiche metrologiche si deteriorano e la gamma dinamica reale si restringe notevolmente.

Le caratteristiche metrologiche dei misuratori di portata vengono alla ribalta quando vengono utilizzati per la contabilità commerciale delle risorse energetiche. Va ricordato che tutti gli strumenti che si prevede di utilizzare a fini di contabilità commerciale devono essere inseriti nel Registro statale degli strumenti di misura dopo aver superato le opportune prove, i cui risultati confermano le caratteristiche metrologiche dichiarate dal produttore. Si tratta della descrizione attuale del tipo di strumento di misura che dovrebbe essere utilizzato per guidare la valutazione degli errori. Poiché, ad esempio, in alcuni casi il basso errore di misurazione dichiarato dal produttore potrebbe non essere garantito sull'intero intervallo, ma solo su una parte ristretta di esso. E, sfortunatamente, i produttori non sempre riflettono questo fatto nella loro documentazione tecnica e nel materiale pubblicitario.

Per ridurre i costi della successiva manutenzione metrologica (verifica) dei misuratori di portata, a parità di altre condizioni, si consiglia di selezionare dispositivi con un intervallo di verifica massimo. Al momento, la maggior parte dei misuratori di portata ha un intervallo di calibrazione di una volta ogni 4 anni o più. Quando si sceglie una marca di dispositivo, non si dovrebbe inseguire il valore massimo dell'intervallo di calibrazione nel caso in cui la precisione della misurazione a lungo termine sia la caratteristica distintiva, soprattutto se si tratta di un'offerta di un produttore poco conosciuto. Per i misuratori di portata con diametro nominale superiore a 250 mm (DN 250), la disponibilità di una tecnica di verifica senza smontaggio della parte di misura, la cosiddetta simulazione, verifica senza fuoriuscite, diventa spesso un fattore decisivo a favore della scelta di una specifica produttore e tipologia. Effettuare la verifica dei misuratori di portata con un diametro nominale superiore a 250 mm con il metodo del flusso è attualmente un compito difficile a causa della mancanza di impianti di flusso certificati in Russia per la verifica degli strumenti di misurazione del flusso di grande diametro. Ma va ricordato che il metodo di verifica senza fuoriuscite aggiunge un errore aggiuntivo dell'1...1,5% all'errore di misurazione di base, che potrebbe non essere sempre accettabile.

La tabella 4 mostra le caratteristiche metrologiche dei misuratori di portata con diversi metodi di misurazione, forse con i migliori indicatori di precisione fino ad oggi. Se la soluzione che il tuo fornitore ti offre ha ancora di più alte prestazioni precisione, è necessario adottare un approccio più attento al controllo delle caratteristiche metrologiche dichiarate di questa apparecchiatura.

Tabella 4.

L'accuratezza della misurazione del volume e della portata massica è influenzata non solo dal metodo di misurazione, dalla qualità dei materiali utilizzati nella produzione, dalle soluzioni schematiche applicate e dagli algoritmi di calcolo del software, ma anche dalla corretta installazione e configurazione, tempestività e completezza Manutenzione. A questi temi sarà dedicata l’ultima, terza parte della guida alla scelta dei misuratori di portata, poiché nella scelta del misuratore di portata occorre tenere conto anche dei costi di installazione e successiva manutenzione, nonché delle eventuali caratteristiche tecniche dell’applicazione. misuratore di flusso.

1. Si può considerare il valore di un flusso di liquido o gas come un segnale analogico in ingresso, il misuratore di portata come un generatore di una serie discreta di valori (non consideriamo ulteriori trasformazioni del segnale ricevuto, linearizzazione, correzione, ecc. .). Il flussimetro determina le portate istantanee in funzione delle sue capacità dinamiche. La frequenza massima con cui il misuratore di portata può determinare la portata con accuratezza metrologica dichiarata e confermata è la frequenza massima di campionamento. Per trasmettere con precisione i dati di flusso, l'armonica superiore del segnale che descrive il flusso misurato non deve superare il doppio della frequenza di campionamento. Quelli. se il flusso è pulsante e le sue armoniche superano la metà della frequenza di campionamento, allora l'errore di misura aumenta. E quanto più pronunciata è la natura pulsante della portata, tanto maggiore è l'errore nella trasmissione dei dati e, in definitiva, l'errore di misurazione. Pertanto, lungo il canale di misura, le caratteristiche dinamiche del flusso e del flussometro devono essere coerenti. La natura dinamica del flusso deve essere presa in considerazione nella scelta del tipo di strumento di misura. La scelta deve essere effettuata in base alla conoscenza delle caratteristiche dinamiche dello strumento di misura. Forse non tutti i parametri essenziali questo strumento Le misurazioni sono normalizzate? 2. 3,2 secondi è l'impostazione di fabbrica dell'inverter. Il tempo di fine del processo transitorio in un collegamento aperiodico è infinitamente lungo, ma spesso nella pratica il processo può considerarsi completato in un tempo pari a 3...4 T – la costante di tempo del collegamento. 3. Turbolenza. I misuratori di portata rotativi, a ingranaggi ovali, Coriolis e altri durante il funzionamento influenzano attivamente il flusso in modalità normale. Il "tempo di risposta" specificato è uno dei due parametri dinamici specificati nella descrizione di un flussometro prodotto in commercio. Naturalmente, questo non è sufficiente. Naturalmente influenzano ricevitori, condutture, valvole a saracinesca, pompe, valvole, rubinetti, restrizioni, equalizzatori, ecc. Come selezionare un elenco di fattori significativi, come ottenere stime quantitative di influenza reciproca? Quali parametri dinamici caratterizzano sufficientemente le proprietà dinamiche del misuratore di portata? Come ottenerli e utilizzarli? Come tenere conto dell'influenza reciproca delle caratteristiche dinamiche nel sistema dei “mezzi”. oggetto-misura misurazioni" per errore strumentale? Non siamo ancora riusciti a trovare alcun materiale di riferimento. A proposito, l’approccio “dal punto di vista del teorema di Kotelnikov” conferma la rilevanza dell’enunciazione del problema e può essere utilizzato per una prima valutazione qualitativa. Grazie per le informazioni.

1. Non tutti i flussometri determinano il valore del flusso istantaneo. Piuttosto, possiamo parlare del valore medio sulla sezione trasversale e di una certa lunghezza della sezione del tubo. La frequenza massima alla quale il misuratore di portata soddisfa le caratteristiche metrologiche è più probabilmente una fantasia che una realtà. Inoltre, poiché la velocità di movimento delle molecole nei piani x, y, z è diversa, vale la pena parlare di flussi turbolenti e laminari, e non di flussi pulsanti e uniformi. Prendere in considerazione la dinamica del flusso non migliorerà la precisione delle misurazioni. Per ottenere la precisione richiesta, in primo luogo si osservano tratti rettilinei prima e dopo il flussometro e in secondo luogo, se necessario, si installano raddrizzatori di flusso (aumenta la laminarità del flusso).