Matuojant judančios skysčio ar dujinės terpės srautą ir kiekį energijos apskaitos sistemose, reikia žinoti ne tik jos termodinaminius parametrus, tokius kaip temperatūra ir slėgis, bet ir daugybę kitų charakteristikų (tankis, klampumas, srauto tipas), kurios yra svarbios konkretūs srauto matavimo metodai, turi įtakos galimybei naudoti tinkamą techninėmis priemonėmis ir matavimo tikslumas.

Terpės kiekis vadiname medžiagos masę (M) arba tūrį (V), tekančios per atkarpą, statmeną tėkmės greičio krypčiai per tam tikrą laiko intervalą T (valandą, dieną, mėnesį ir kt.).

Masės matavimo vienetas SI sistemoje yra 1 kilogramas, kg, (1t = 1000 kg), o tūrio - kubinis metras, m 3.

Vidutinis srautas(G) yra fizikinis dydis, lygus lim (ΔК/ΔT) – terpės kiekio ΔК (masė ΔМ arba tūris ΔV) prieaugio santykio ribai ΔТ, per kurį šis padidėjimas įvyko, su neribotas ΔТ sumažėjimas.

Yra masės G m ir tūrio G v debitai, kurie nustatomi pagal terpės masę ir tūrį, išreikštus pagrindiniais vienetais (kg/s arba m 3 /s) arba jų dariniais. Masės ir tūrinės sąnaudos yra tarpusavyje susijusios

čia ρ – medžiagos tankis.

Matuojant srautą, be laikomų momentinių sąnaudų, išskiriamos šios sąnaudų rūšys:

· G cp – vidutinis, lygus terpės kiekio ir tam tikro laiko intervalo (minutės, valandos, dienos, mėnesio ir kt.) santykiui;

· G np – sumažintas – faktinis tūrinis debitas, bet perskaičiuotas į kitas, vadinamasis normalias temperatūros ir slėgio vertes (Pnorm = 1,0332 kg/cm 2, tnorm = 20°C);

· G max – didžiausias, apibrėžiantis viršutinę galimo srauto kitimo diapazono ribą;

· G min – mažiausias, apibrėžiantis galimo srauto diapazono ribą;

· G nom – vardinis, lygus pusei maksimumo;

· G p – pereinamasis, prie kurio matuojama slenkstinė prietaiso paklaidos reikšmė.

Matavimo prietaisai, skirti matuoti medžiagos srautą, vadinami srauto matuokliai arba srauto keitikliai (GOST 15528-86).

Matavimo prietaisai, skirti matuoti medžiagos kiekį, vadinami skaitikliai kiekiai.

Gana dažnai šios dvi funkcijos yra sujungtos viename įrenginyje. Šiluminės energijos apskaitos praktikoje daugiausia naudojami srauto keitikliai.

Dauguma srauto keitiklių yra skirti matuoti vienkomponentės ir vienfazės terpės srautą pastovaus srauto parametrų sąlygomis (turbulentinis srautas, pastovus vidutinis greitis matavimo vietoje ir nesant trikdžių), kurie pasiekiami esant pakankamai ilgam tiesiam. dujotiekio atkarpos prieš ir po srauto keitiklio įrengimo vietos.

Šiose vietose neturėtų būti vožtuvų ir sklendžių, vamzdyno skerspjūvio skirtumų (susiaurėjimų ir išsiplėtimų) ar staigių srauto krypties pokyčių (alkūnių ir šakų).

Paprastai reikiami tiesių ruožų ilgiai pateikiami skaičiais, kurie yra dujotiekio vardinio skersmens Dy kartotiniai, tai yra jo vidutinis vidinis skersmuo esant 20 °C temperatūrai. Priemonių, skirtų terpės srautui ir kiekiui matuoti, klasifikacija parodyta fig. 7.

Kaip matyti iš fig. 7, pagal išmatuojamą parametrą (srauto ir (ar) terpės kiekį) matavimo prietaisai skirstomi į srauto matuoklius, matuoklius, debitmačius ir srauto keitiklius (jutiklius).

Pastarieji pagal GOST 15528-86 sukuria matavimo informacijos signalą, kurio „stebėtojas negali tiesiogiai suvokti“. Dauguma šiuolaikinių terpės srauto ir kiekio priemonių yra įdiegtos dviejų komponentų forma - pirminis keitiklis (PC) ir elektroninis keitiklis(EP), o konkrečiuose modeliuose šios dvi tarpusavyje sujungtos įrenginio dalys gali būti įgyvendintos mechaniškai sujungtų arba atjungtų (sujungtų elektros laidu ar kabeline linija) versijose.

Šiuolaikiniai elektroniniai įrenginiai yra pagrįsti mikroprocesoriais, o srauto matuoklio, skaitiklio ir srauto keitiklio funkcijas galima sujungti viename įrenginyje.

Pagal matuojamos terpės tipą prietaisai skirstomi į skysčio, dujų ir garų srauto matuoklius (skaitiklius, srauto keitiklius). Tas pats modelis negali būti naudojamas visų trijų terpių srautui (kiekiui) matuoti dėl reikšmingų jų skirtumų fiziniai parametrai, nors daugeliui modelių (pavyzdžiui, sūkuriniuose srauto matuokliuose) galima programiškai pakeisti vienos rūšies terpę į kitą (ypač iš dujų ar garų į skystį), kuri dažnai naudojama juos kalibruojant ar tikrinant laboratorinėmis sąlygomis. .

Skystis gali būti šaltas ir karštas vanduo, nuotekos, nafta ir naftos produktai, suskystintos dujos, plaušiena, suspensijos ir kt., ty bet kokios tankios ir skystos terpės. Kiekvienam konkrečiam įrenginio modeliui nurodomi leistini skysčių tipai ir parametrų diapazonai (dujų ir tankių intarpų procentas, tankis, klampumas, elektrinis laidumas). Šie parametrai turi būti susiję su tikrosios darbo aplinkos, kuriai bus matuojamas prietaisas, charakteristikomis.

Dujos – tai gamtinės dujos (metanas) ir techninės (deguonies, vandenilio, propileno ir kt.) dujos, taip pat suslėgtas oras.

Garai gali būti prisotinti arba perkaitinti. Dėl šlapias garas Tikslus srauto matavimas yra problemiškas.

Didžioji dauguma debitmačių yra tūriniai. Masės srauto matuokliai apima terminį ir Coriolis.

Ryžiai. 7 Srauto matuoklių ir medžiagų kiekio matuoklių klasifikacija

4.4.1. Tachometriniai srauto matuokliai

Tachometriniuose debitmačiuose terpės srautas matuojamas mechaninio konvertuojančio elemento judėjimo (sukimosi) greičiu. Tokie srauto matuokliai yra rutuliniai, mentiniai ir turbininiai. Pastarieji du tipai plačiai naudojami šalto ir karštas vanduo, kiti techniniai skysčiai ir dujos. Šiuolaikiniai tokio tipo debitmačiai dažniausiai būna su įmontuotu impulsiniu srauto jutikliu, kuris leidžia juos naudoti apskaitos automatizavimui.

Skysčių turbinų srauto matuokliai yra jautrūs skysčio klampumui, ypač esant mažam srautui. Jų bendras trūkumas- jautrumas judančių mechaninių komponentų susidėvėjimui ir dėl to tikslumo charakteristikų pokyčiai eksploatacijos metu. Tachometriniai debitmačiai gaminami iki 300 mm skersmens vamzdynams ir nelabai tinka abrazyvinėms ir agresyvioms terpėms matuoti.

4.4.2. Kintamo diferencinio slėgio debitmačiai (VDP)

RPPD veikimo principas pagrįstas tuo, kad pagal Bernulio lygtį išmatuojamas statinis arba bendras terpės srauto slėgis ant sumontuoto pirminio keitiklio (PC) ir iš šio skirtumo apskaičiuojamas vidutinis terpės greitis ir greitis. jo srauto greitis.

RPPD nustato judančios terpės tūrį arba masės srautą pagal išmatuotą slėgio skirtumą.

Kaip PP RPPD matuojant srautą diferencialu statinis slėgis naudojami standartiniai angos įtaisai (diafragmos, Venturi vamzdeliai, purkštukai), o matuojant pagal bendrą slėgio kritimą, naudojami kelių įvadų pitot vamzdeliai ir vidurkio slėgio vamzdeliai.

Skysčių, dujų ir garų srauto matavimas naudojant ribojimo įtaisus reglamentuojamas GOST 8.563-97.

Praktikoje dažniausiai naudojami RPPD, sukurti naudojant diafragmas. Apskaičiuota paklaida matuojant srautą su diafragma priklauso nuo terpės charakteristikų ir paprastai yra nuo 0,5% iki 1,0%. Standartinių diafragmų technines sąlygas reglamentuoja GOST 26969-86.

RPPD ant diafragmos yra sudėtinis srauto matuoklis, kurio komplektą sudaro pati diafragma, jungiamosios arba impulsinės linijos (vamzdžiai) išmatuoto slėgio ėmimui, vožtuvo blokas, išlyginimo indai (jei reikia), diferencinio slėgio matuoklis ir antrinis. rodymo arba registravimo įtaisas, kurio skalė sugraduota srauto greičio vienetais (priklausomai nuo antrinio įrenginio charakteristikų, komplekte gali būti papildomai kvadratinės šaknies ištraukimo įrenginys).

RPPD veikimo principas ant diafragmos yra terpės suspaudimas atidarant diafragmą, dėl ko padidėja srauto greitis ir jo kinetinė energija (dinaminis slėgis) už jos krašto, atitinkamai sumažėjus statiniam slėgiui. Išilgai diafragmos kraštų susidaro slėgio skirtumas, kuris pašalinamas impulsiniai vamzdeliaiį diferencinio slėgio matuoklį. Praėjęs pro diafragmą, srautas plečiasi, sumažindamas greitį ir atkurdamas statinį slėgį, kuris nebesiekia ankstesnės vertės dėl sūkurio slėgio nuostolių esant membranos hidrauliniam pasipriešinimui (P p). P p reikšmė priklauso nuo reikšmės m = d 2 /D 2 (diafragmos angos plotų ir vamzdynų skerspjūvio kvadratų santykis). Kuo mažesnis m, tuo didesnis slėgio kritimas ir didesnis srauto matavimo tikslumas, tačiau tuo didesnis negrįžtamas slėgio nuostolis diafragmoje.

Diafragminių srauto matuoklių dinaminis matavimo diapazonas yra mažas ir siekia 3:1, o tai paaiškinama kvadratinė priklausomybė slėgio kritimas nuo srauto. Daugumos diferencinio slėgio matuoklių dinaminis matavimo diapazonas yra ne didesnis kaip 10:1. Todėl srauto matuoklis su vienu diferencinio slėgio matuokliu pasižymi dinaminiu diapazonu 3:1 arba nuo (100-30 proc.) G max, o tai riboja jo naudojimą matuojant tik nežymiai besikeičiančius srautus.

Reikėtų pažymėti, kad silpnai suspaudžiamos terpės, kurių tankis šiek tiek priklauso nuo temperatūros ir slėgio (pavyzdžiui, vandens), suvartojimas aukštas laipsnis tikslumas nustatomas pagal išmatuotą slėgio skirtumą.

Suspaudžiamoms terpėms (garams, dujoms), kurių tankis labai priklauso nuo slėgio ir temperatūros, norint tiksliai išmatuoti srautą, taip pat būtina nustatyti terpės tankį, kuris yra pagrįstas temperatūros ir slėgio matavimu. Be to, sausai sočiųjų garų pakanka išmatuoti tik vieną iš dydžių, nes jo temperatūra ir slėgis yra tarpusavyje susiję parametrai.

Todėl nustatant dujų ar perkaitinto garo srautą pagal registratorių diagramas esant kintamoms temperatūroms ir slėgiams, būtina rankiniu būdu apdoroti tris diagramas (slėgio kritimo, temperatūros ir srauto greičio), o tai labai padidina proceso sudėtingumą ir sumažina srauto nustatymo tikslumą.

Šiuolaikiniai antriniai įrenginiai, sukurti naudojant mikroprocesorinę technologiją, šią procedūrą atlieka automatiškai.

Nagrinėjamas srauto matavimo metodas turi ir privalumų, ir trūkumų.

Privalumai apima:

· geras tinkamumas darbui įvairiose skysčių ir dujų aplinkoje;

· didelis jautrumas;

· nėra judančių dalių;

· palyginti maža kaina vamzdynams, kurių skersmuo iki 300 mm.

Trūkumai apima:

· matavimo sekcijos tiesumo reikalavimas (10 D y prieš ir 5 D y po diafragmos įrengimo vietos);

· ribotas dinaminis diapazonas;

· dideli slėgio nuostoliai visoje diafragmoje;

· netiesinė išėjimo signalo priklausomybė nuo srauto greičio;

· didelio skersmens vamzdynų gamybos ir montavimo sudėtingumas;

· kasmetinių patikrinimų su dujotiekio atjungimu ir išmontavimu poreikis;

· diafragmos senėjimas (nuosėdų kaupimasis ir praėjimo angos kraštų erozija).

Kaip matyti iš aukščiau pateikto, nagrinėjamo srauto matavimo metodo trūkumai yra daug didesni nei privalumai. Todėl daugeliu atvejų pageidautina naudoti modernesnius srauto matuoklius (sūkurinius, elektromagnetinius, ultragarsinius).

Pavyzdžiui, matuojant aukštos temperatūros perkaitintų garų srautą, šis metodas kol kas yra vienintelis tinkamas.

4.4.3. Sūkuriniai srauto matuokliai

Šiuolaikinių sūkurinių srauto matuoklių veikimo principas pagrįstas vadinamojo Karmano takelio sūkurių pasikartojimo dažnio matavimu, kuris susidaro, kai srautas lenkiasi aplink stacionarų blefo kūną, esantį skersai kontroliuojamo terpės srauto jo centre. Paprastai kaip blefo korpusas naudojamas trapecijos arba trikampio skerspjūvio cilindras arba prizmė.

Dėl sluoksnių stabdymo ir greitėjimo veiksmų atsiranda šlyties įtempiai arba jėgų sukimo momentai, kurie aplink kai kurias momentines ašis suformuoja savaime besilanksčiusius sūkurius ir užtikrina jų atskyrimą nuo aštrių blefo korpuso užpakalinių kraštų. 1911 metais amerikiečių aerodinamikas Karmanas nustatė sąlygas stabiliam simetriškam sūkuriui susidaryti, kuriame sūkuriai skirtingomis kryptimis(pagal laikrodžio rodyklę ir prieš laikrodžio rodyklę) pakaitomis bėgkite žemyn į dešinę ir į kairę nuo blefo kūno paviršiaus ir sekite srautą šaškių lentos šablonu sūkurinės gatvės pavidalu. Sūkurinio srauto matuoklio veikimo schema parodyta fig. 8.

Ri

Ryžiai. 8 Sūkurinio srauto matuoklio veikimo schema

Kiekvienas sūkurys reiškia vietinį aplinkos elementą, kuriame potencinė energija srautas paverčiamas kinetiniu, dėl kurio sumažėja statinis slėgis. Šį vietinį slėgio sumažėjimą galima aptikti jautriu elementu (jutikliu). Šiuo atveju jutiklis slėgio skirtumus (pulsacijas) paverčia elektriniais impulsais, kurių dažnis esant Re > 3800 (tai yra esant pastoviam turbulentiniam srautui) proporcingai priklauso nuo terpės greičio.

Žinant vamzdžio skerspjūvį pagal vidutinį greitį, galima nustatyti terpės tūrinį srautą. Praktikoje dažniausiai naudojama lygtis Gv = f/K, kur K yra kalibravimo arba kalibravimo koeficientas (impulsų skaičius terpės tūrio vienete), nustatomas tik pagal supaprastinto korpuso ir vamzdyno parametrus ir nepriklausomas nuo terpės tankis, klampumas, temperatūra ir slėgis. Todėl kiekvienas debitmatis yra individualiai gamintojo kalibruojamas, kad būtų užtikrintas didelis matavimų tikslumas ir pakartojamumas.

Paprastai kaip jutikliai naudojami pjezoelementai, mechaniniai elementai (membranos), įmontuoti deformacijų matuokliai arba ultragarsiniai greičio keitikliai (ultragarsinių virpesių skleidėjas ir imtuvas, aptinkantis sūkurinius srauto svyravimus).

Sūkurinių srauto matuoklių pranašumai yra šie:

· santykinai mažos tiesios atkarpos (dažniausiai 5D y prieš ir 3D y po įrengimo vietos);

· judančių besidėvinčių dalių sraute nebuvimas;

· rodmenų nepriklausomumas nuo terpės tankio, klampumo, temperatūros ir slėgio;

· platus dinaminis diapazonas (30:1);

· skalės tiesiškumas;

· didelis tikslumas;

· didelis našumas;

· montavimo paprastumas.

Trūkumai yra šie:

· įvestas hidraulinis pasipriešinimas;

· jautrumas mechaniniams intarpams;

· jautrumas akustiniams ir vibraciniams trikdžiams.

Iš įmonių, gaminančių sūkurinius srauto matuoklius skysčiams, reikėtų išskirti Čeliabinsko koncerną Metran (Metran 300-PR) ir Staroruspribor gamyklą (DRV, RSV). Tiumenėje „Sibnefteavtomatika“ gamina sūkurinių dujų srauto jutiklius (DRG) ir garų srauto jutiklius (PSF). DRP skirti matuoti garo srautą, kurio temperatūra neviršija 250°C.

4.4.4. Elektromagnetiniai srauto matuokliai

Elektromagnetinių srauto matuoklių veikimo principas pagrįstas judančio (laidaus) skysčio sąveika su magnetinis laukas. Šiai sąveikai galioja elektromagnetinės indukcijos dėsnis, pagal kurį judančiame laidininke, kertančiame magnetinį lauką, indukuojamas emf, kurio dydis proporcingas laidininko judėjimo greičiui. Šiuo atveju laidaus skysčio srautas veikia kaip laidininkas. Norint išmatuoti atsirandantį EML, du elektrodai pašalinami per vamzdžio sieneles, izoliuotas nuo jo. Elektromagnetinio srauto matuoklio veikimo schema parodyta fig. 9.

Potencialų skirtumas E elektroduose, esančiuose atstumu D, lygus vidiniam vamzdžio skersmeniui, nustatomas pagal išraišką:

kur B yra magnetinė indukcija, V cp yra vidutinis skysčio greitis.

Jei magnetinį lauką sukuria elektromagnetas, maitinamas kintamoji srovė dažnis f, tada

E = 4*B max *G v *sincωt/πD

Elektromagnetiniai srauto matuokliai turi daug privalumų. Jais galima matuoti bet kokius, įskaitant didelius, skysčio srautus vamzdynuose, kurių skersmuo svyruoja nuo 2 mm ir daugiau. Jų rodmenys nepriklauso nuo terpės klampos ir tankio. Prietaiso mastelis yra linijinis, o dinaminis diapazonas siekia 100:1. Prietaiso našumas yra gana didelis. Srauto keitiklis neturi į vamzdį išsikišančių dalių ir nesukuria papildomų slėgio nuostolių. Vietinių varžų įtaka yra daug mažesnė nei kitų tipų srauto matuoklių.

Ryžiai. 9 Elektromagnetinio srauto matuoklio veikimo schema

Dauguma gaminamų elektromagnetinių srauto matuoklių yra tinkami matuoti skysčių srautą, kurio elektrinis laidumas yra ne mažesnis kaip 10 -5 × Ohm -1 × cm -1, o tai atitinka vandentiekio vandens elektrinį laidumą.

4.4.5. Ultragarsiniai srauto matuokliai

Ultragarsiniai srauto matuokliai yra pagrįsti tam tikro akustinio efekto, kuris priklauso nuo srauto greičio ir atsiranda, kai ultragarso virpesiai praeina per skysčio ar dujų srautą, matavimu.

Pagrindiniai ultragarsinių srauto matuoklių pirminių keitiklių elementai yra ultragarsinių virpesių skleidėjai ir imtuvai. Jų veikimas pagrįstas pjezoelektriniu efektu, kuris susideda iš to, kad kristalus (pjezoelementus) suspaudus ir ištempus tam tikromis kryptimis, jie atsiranda ant jų paviršių. elektros krūviai(tiesioginis pjezoelektrinis efektas).

Šiuo atveju pjezoelektrinis elementas veikia kaip ultragarso virpesių imtuvas. Jei šiems paviršiams taikomas elektros impulso formos potencialų skirtumas, pjezoelektrinis elementas išsitemps arba susitrauks ir pradės veikti kaip ultragarso bangų skleidėjas. Šis reiškinys vadinamas atvirkštiniu pjezoelektriniu efektu.

Kaip pjezoelektriniai jutikliai naudojamos įvairios keraminės medžiagos (bario titanatas, švino cirkonato titanatas ir kt.). Pjezoelementai dažniausiai gaminami 10-20 mm skersmens diskų pavidalu, kuriuose turi būti sumontuoti elektrodai, kurie sukuriami padengiant specialiai apdorotą paviršių metalo (dažniausiai sidabro) sluoksniu.

Yra keletas būdų, kaip išmatuoti srautą naudojant ultragarsą (dažnis, fazė, koreliacija, naudojant Doplerio efektą). Tačiau labiausiai paplitęs yra laiko impulsinis ultragarsinis metodas, kurio veikimo principas pateiktas fig. 10.

Ultragarso signalo sklidimo laikas akustiniu keliu L nuo 1 emiterio iki imtuvo 2 ir nuo emiterio 2 iki imtuvo 1 bus atitinkamai lygus:

t 1-2 = L/(C-V*Cosφ);

t 2-1 = L/(C + V*Cosφ),

kur C – ultragarso greitis terpėje.

Ryžiai. 10 Laiko impulso ultragarsinio srauto matuoklio veikimo schema

Signalo judėjimo laiko skirtumas „pirmyn“ ir „atgal“ kryptimis:

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

Taigi žinant dujotiekio vidinį skersmenį, akustinės ašies pasvirimo kampą į vamzdžio ašį, ultragarso greitį konkrečioje terpėje ir išmatuojant signalo sklidimo laiko skirtumą „pirmyn“ ir „atgal“ kryptimis. , galima nustatyti tūrinį terpės srautą vamzdyne.

Δt reikšmė yra nereikšminga ir paprastai svyruoja nuo kelių vienetų iki kelių dešimčių nanosekundžių, todėl ją sunku pakankamai tiksliai išmatuoti vieno signalo praėjimo metu „pirmyn“ ir „atgal“ kryptimis. Todėl matavimai atliekami organizuojant vadinamąjį „sinchronizavimo žiedą“, kuriame signalo sklidimo laikas kiekviena kryptimi matuojamas šimtus ir tūkstančius kartų, darant prielaidą, kad srauto greitis per tą laiką nekinta.

Laikas – Impulsinis ultragarsinis metodas labai gerai matuoja srauto greitį didelio skersmens vamzdynuose. Tačiau tam reikia didelių tiesių dujotiekio atkarpų (15 D y prieš ir 10 D y po įrenginio įrengimo vietos). Jis nesukuria papildomų slėgio nuostolių, turi platų dinaminį diapazoną ir didelį tikslumą, tačiau yra labai jautrus vibracijai ir smūgių trukdžiams.

Srauto matuoklių istorija siekia 1797 m., kai italų mokslininkas Giovanni Battista Venturi paskelbė darbą hidraulikos srityje: vandens tekėjimo per trumpus cilindrinius ir besiskiriančius purkštukus tyrimas. 1887 metais amerikiečių mokslininkas K. Herschelis pasiūlė vandens skaitiklį, pavadintą Venturi vardu. Venturi vamzdis yra žinomas kaip oro ir vandens srauto greičio matavimas ir vakuumo sukūrimas orlaivių giroskopuose. 1962 m. inžinierius Heinrichas Kübleris išrado magnetinį jungiklį, kuris leido sukurti ir pagaminti prietaisus skystų ir birių medžiagų lygiui matuoti. Po to buvo sukurti magnetiniai plūdiniai jungikliai, telemetriniai lygio jutikliai ir apėjimo lygio indikatoriai.

Ultragarsinį srauto matuoklio modifikaciją išrado Jurijus Aleksandrovičius Kovalis, Charkovo nacionalinio radijo elektronikos universiteto Radijo inžinerijos pagrindų katedros dėstytojas. Turbininio srauto matuoklio patentas buvo išduotas 1970 metais SSRS Šiluminės energetikos instrumentų tyrimo instituto darbuotojams.

Westmedgroup produktai apima visą intensyvios terapijos prietaisų asortimentą, ypač pripažinto matavimo įrangos gamintojo Flowmeter srauto matuoklius.

Srauto matuokliai - techniniai prietaisai, skirtas masės arba tūrio srautui matuoti.

Yra daug įvairių ženklų, pagal kurią galima klasifikuoti srauto matuoklius (pavyzdžiui, pagal tikslumą, matavimo diapazonus, išėjimo signalo tipą ir pan.). Tačiau bendriausia yra klasifikacija pagal matavimo principus, pagal tuos fizikinius reiškinius, kurių pagalba išmatuotas dydis paverčiamas srauto matuoklio (jutiklio) pirminio keitiklio išėjimo signalu.

• Kintamo diferencinio slėgio debitmačiai (su ribojančiais įtaisais; su hidrauliniu pasipriešinimu; išcentriniai; su slėgio įtaisais; čiurkšlė), greičio slėgį paverčiantys diferenciniu slėgiu.
• Srauto matuokliai (pastovaus diferencinio srauto matuokliai – rotometrai, plūdės, stūmokliniai, hidrodinaminiai), kurie greičio slėgį paverčia supaprastinto kūno judėjimu.
• Tachometriniai debitmačiai (turbina su ašine arba tangentine turbina; rutulys), paverčiantys srauto greitį į supaprastinto elemento (turbinos menčių ar rutulio) sukimosi kampinį greitį.
• Elektromagnetiniai srauto matuokliai, paverčiantys magnetiniame lauke judančio laidžiojo skysčio greitį į EML.
• Ultragarsiniai srauto matuokliai, pagrįsti judančios terpės garso virpesių įtraukimo poveikiu.
• Inerciniai srauto matuokliai (turbopower; Coriolis; higroskopiniai), pagrįsti skysčio masės, judančios tiesiniu arba kampiniu pagreičiu, inerciniu poveikiu.
• Šiluminiai srauto matuokliai (kalorimetriniai; karšto laido), pagrįsti judančios terpės šilumos perdavimo iš šildomo kūno poveikiu.
• Optiniai srauto matuokliai, pagrįsti judančios terpės šviesos įtraukimu (Fizeau-Fresnel) arba šviesos sklaida judančiomis dalelėmis (Dopleris).
• Žymėti srauto matuokliai (su šiluminėmis, jonizacinėmis, magnetinėmis, koncentracinėmis, turbulencinėmis žymomis), pagrįsti žymos greičio arba būsenos matavimu, kai jis praeina tarp dviejų fiksuotų srauto dalių.

Srauto matuokliai yra medicininių dujų komponentai. Medicinos srityje debitmačiai montuojami ant: dujų skirstymo pulto, kriogeninio dujinimo įrenginio, švirkštinio siurblio, ant centralizuotos ligoninės įrangos dujų paskirstymo sistemos.

Nemaža dalis komerciškai gaminamų srauto matuoklių turi 1-1,5% tikslumo klasę (sumažintą paklaidą). Jei manytume, kad matavimai daugiausia atliekami skalės viduryje, santykinė šių matavimų paklaida yra 2-3%. Atsižvelgiant į įvairių destabilizuojančių veiksnių įtaką, tikroji paklaida bus dar didesnė.

Tuo pačiu, norint efektyviai valdyti technologinius procesus naftos, dujų, chemijos pramonėje, energetikos ir transporto įrenginiuose, apskaitos operacijos šiandien reikalauja eilės tvarka didesnio srauto matavimo tikslumo. Būtent dėl ​​šios aplinkybės būtina sukurti ir įdiegti ne prastesnės nei 0,1–0,3 klasės debitmačius.

Funkcija srauto matavimo praktika – itin platus išmatuotų medžiagų spektras, turintis skirtingas fizines ir chemines savybes – tankį, klampumą, temperatūrą, fazinę sudėtį ir struktūrą. Todėl šioje matavimų srityje ypač aktuali problema sukurti prietaisus, kurie yra nekintami (nejautrūs) fizinėms ir cheminėms terpės savybėms bei neinformatyviems įvesties signalo parametrams.

Ieškoti naujų principų konvertavimo funkcijos stabilizavimui, automatinio rodmenų koregavimo sistemų panaudojimas, korekcijų įvedimas – tai pagrindinės techninės šios problemos sprendimo paieškos kryptys.

Struktūriškai srauto matuokliai paprastai susideda iš pirminio keitiklio - matavimo dalies ir antrinio keitiklio - elektroninio bloko. Pagal pirminių keitiklių konstrukciją juos galima suskirstyti į šiuos tipus:

• pilno srauto, kurio pirminis keitiklis įmontuotas tiesiai į dujotiekio skerspjūvį;
• povandeninis, kurio pirminis keitiklis per skylę įkišamas į dujotiekį. Šiuos įrenginius, priklausomai nuo konstrukcijos, galima sumontuoti/išmontuoti nepašalinant slėgio vamzdyne;
• su prispaudžiamais pirminiais keitikliais, montuojama tiesiai ant išorinis paviršius vamzdynai – tik ultragarsiniai srauto matuokliai.
• Pagrindinis viso srauto debitmačių prijungimo prie dujotiekio tipas yra flanšas. Yra du jo tipai:
• tradicinis flanšinis sujungimas, kai srauto matuoklio srauto dalis įėjimo ir išleidimo angoje turi flanšus, kurie varžtais arba smeigėmis prisukami prie dujotiekio jungiamųjų flanšų;
• sumuštinis jungtis, kai srauto matuoklio srauto dalis neturi savo flanšų, bet yra užspaudžiama tarp dujotiekio jungiamųjų flanšų naudojant ilgus kaiščius.

Abiejų tipų flanšinės jungtys yra vienodai patikimos, tačiau sumuštinis sujungimas reikalauja didesnio atidumo atliekant suvirinimo darbus ir montuojant srauto matuoklį. Kita vertus, debitmačiai su sandwich jungtimi kainuoja žymiai mažiau nei su flanšiniu dėl mažesnio metalo sąnaudų.

Vidutinį srauto greitį tiksliausiai nustato viso srauto debitmačiai, nes jie matuoja visą srauto skerspjūvį. Atitinkamai jie turi mažesnę matavimo paklaidą, iki ±0,2...0,5% išmatuotos vertės. Srauto matavimo su Coriolis masės debitmačiais tikslumas praktiškai nepriklauso nuo srauto profilio, todėl galima padaryti matavimo paklaidą masės srautas apie ±0,1…0,2% išmatuotos vertės.

Panardinami srauto matuokliai matuoja srauto greitį viename taške. Vidutinis srauto greitis juose nustatomas remiantis esamomis teorinėmis ir eksperimentinėmis srauto greičių pasiskirstymo dujotiekio skerspjūviu priklausomybėmis. Įvairūs trikdantys poveikiai sukelia srauto profilio iškraipymą, o tai gali turėti įtakos šių prietaisų matavimo rezultatams. Šiuo metu povandeninių srauto matuoklių matavimo paklaida yra apie ±1...2% skalės ir reikšmingai priklauso nuo jų įrengimo teisingumo.

Ultragarsiniai srauto matuokliai matuoja srauto greitį vienoje ar keliose srauto skerspjūvio plokštumose, priklausomai nuo pirminių keitiklių skaičiaus, o tai lemia jų srauto matavimo paklaidą ±1...3% išmatuotos vertės. Šių įrenginių paklaida taip pat priklauso nuo pirminių keitiklių montavimo teisingumo ir vietos.

Pagal jų išdėstymą debitmačiai gali būti:

• integruota konstrukcija - antrinis keitiklis montuojamas tiesiai ant pirminio keitiklio;
• nuotolinė versija - antrinis keitiklis sumontuotas tam tikru atstumu nuo pirminio ir prijungtas prie jo kabeliu.

Daugeliu atvejų tikslingiau naudoti integruotus srauto matuoklius. Tačiau yra keletas veiksnių, kuriems esant naudojami atskirti išdėstyti srauto matuokliai:

• aukšta matuojamos terpės temperatūra;
• karštis aplinką debito matuoklio įrengimo vietoje;
• didelė dujotiekio vibracija;
• galimybė užtvindyti srauto matuoklio įrengimo vietą (tokiems atvejams pirminiai keitikliai, kaip taisyklė, turi vandeniui atsparią konstrukciją IP68);
• Sunku prieiga prie debitmačio įrengimo vietos.

Daugelyje pramonės šakų yra pavojingose ​​zonose, kurioje dėl degiųjų medžiagų nuotėkio ir išgaravimo yra arba gali susidaryti sprogių dujų atmosfera. Tokiose vietose būtina naudoti sprogimui atsparius srauto matuoklius.

Labiausiai paplitusios yra dviejų tipų srauto matuoklių apsauga nuo sprogimo: savaime saugi grandinė – šis metodas reiškia, kad prietaiso elektros grandinėse atsiradus kibirkštis, jos galios nepakaks užsidegti sprogiam mišiniui;

sprogimui atsparus korpusas – šis metodas reiškia, kad prietaiso elektros grandinės yra įdėtos į specialų, labai patvarų korpusą. Tokiu atveju neatmetama elektros grandinių sąlytis su sprogstamu mišiniu ir jo užsiliepsnojimo galimybė, tačiau garantuojama, kad korpusas atlaikys perteklinį slėgį, atsirandantį dėl sprogimo, t. y. protrūkis neperžengs sprogimo ribų. sprogimui atsparus apvalkalas.

Srauto matavimo užduočių klasifikacija

Atsižvelgiant į jų funkcinę paskirtį, srauto matavimo užduotis pramonėje galima suskirstyti į dvi pagrindines dalis:

• buhalterinės apskaitos užduotys:
  • komercinė;
  • eksploatacinės (technologinės);
• technologinių procesų kontrolės ir valdymo užduotys:
  • išlaikyti tam tikrą srauto greitį;
  • dviejų ar daugiau terpių maišymas tam tikra proporcija;
  • dozavimo/užpildymo procesai.

Apskaitos užduotys kelia didelius reikalavimus srauto matavimo paklaidai ir srauto matuoklio stabilumui, nes jo parodymai yra pagrindas atsiskaitymams tarp tiekėjo ir vartotojo. Eksploatacinės matavimo užduotys apima tokias programas kaip tarp parduotuvių, parduotuvės viduje ir kt. Atsižvelgiant į šių užduočių reikalavimus, galima naudoti paprastesnės konstrukcijos srauto matuoklius su didesne matavimo paklaida nei naudojant komercinį apskaitą.

Technologinių procesų stebėjimo ir valdymo užduotys yra labai įvairios, todėl srauto matuoklio tipo pasirinkimas priklauso nuo konkretaus proceso svarbos laipsnio ir reikalavimų.

Pagal matavimo sąlygas srauto nustatymo problemos gali būti klasifikuojamos taip:

• srauto matavimas visiškai užpildytuose (slėgio) vamzdynuose;
• srauto matavimas iš dalies užpildytuose (be slėgio) vamzdynuose, atidaryti kanalus ir padėklai.

Srauto matavimo užduotys visiškai užpildytuose vamzdynuose yra dažnos, o dauguma debitmačių yra specialiai sukurti šios paraiškos. Antrosios grupės užduotys yra specifinės, nes pirmiausia reikia nustatyti skysčio lygį. Be to, priklausomai nuo padėklo ar kanalo tipo, srauto greitį galima nustatyti pagal išmatuotą lygį, remiantis teoriškai įrodytomis ir eksperimentiškai patvirtintomis skysčio srauto priklausomybėmis nuo lygio. Tačiau yra programų, kai be skysčio lygio matavimo kanale, dėkle ar iš dalies užpildytame vamzdyne būtina nustatyti srauto greitį.

Skysčio srauto matavimas

Skysčių srautui matuoti pramoninėmis sąlygomis Patartina naudoti elektromagnetinius, ultragarsinius, masės Coriolis srauto matuoklius ir rotametrus. Be to, kai kuriais atvejais optimalus sprendimas gali būti sūkurinių debitmačių ir kintamo slėgio skirtumo debitmačių naudojimas.

Renkantis prietaisus, skirtus elektrai laidžių skysčių ir masės srautui matuoti, visų pirma rekomenduojama apsvarstyti galimybę naudoti elektromagnetinius srauto matuoklius.

Dėl jų dizaino elementai, įvairių pamušalo medžiagų ir elektrodų, šie prietaisai yra plačiai naudojami ir naudojami matuojant šių terpių srautą:

• bendrosios techninės priemonės (vanduo ir kt.);
• labai ėsdinanti aplinka (rūgštys, šarmai ir kt.);
• abrazyvinės ir lipnios (lipnios) priemonės;
• suspensijos, pastos ir suspensijos, kurių pluošto arba kietųjų medžiagų kiekis didesnis kaip 10 % (masės).

Didelis matavimo tikslumas (± 0,2...0,5% išmatuotos vertės), trumpas atsako laikas (iki 0,1 s, priklausomai nuo modelio), nėra judančių dalių, didelis patikimumas ir ilgas tarnavimo laikas, minimali priežiūra – visa tai leidžia pilnai. srauto elektromagnetiniai debitmačiai yra optimalus debito matavimo ir elektrai laidžios terpės kiekio apskaitos problemų sprendimas mažo ir vidutinio skersmens vamzdynuose.

Povandeniniai elektromagnetiniai srauto matuokliai yra plačiai naudojami operatyvinė kontrolė Ir technologiniai procesai, kur nereikia didelio matavimo tikslumo, taip pat matuojant srautą didelio skersmens vamzdynuose (> CN400) ir srauto greitį atviruose kanaluose ir padėkluose.

Ultragarsiniai debitmačiai daugiausia naudojami elektrai nelaidžių terpių (naftos ir jos produktų, alkoholių, tirpiklių ir kt.) srautui matuoti. Viso srauto debitmačiai naudojami tiek komerciniuose matavimo įrenginiuose, tiek proceso valdymui. Šių prietaisų matavimo paklaida, priklausomai nuo konstrukcijos, yra apie ± 0,5% išmatuotos vertės. Priklausomai nuo matavimo principo, terpė turi būti švari (laikinio impulso srauto matuokliai) arba joje turi būti neištirpusių dalelių ir (arba) neištirpusio oro (Doplerio srauto matuokliai). Antrojo atvejo terpių pavyzdžiai yra hidrauliniai mišiniai, suspensijos, gręžimo skysčiai ir kt.

Srauto matuokliai su prispaudžiamais jutikliais yra lengvai montuojami ir paprastai naudojami operatyviniam apskaitymui ir nekritiniams technologiniams procesams (paklaida ±1...3 % skalės) arba tais atvejais, kai negalima įrengti viso srauto debitmačių.

Masės Coriolis debitmačiai dėl savo matavimo principo gali išmatuoti beveik bet kokios terpės srautą. Šie prietaisai pasižymi dideliu matavimo tikslumu (± 0,1...0,5 % išmatuotos vertės matuojant masės srautą) ir didele kaina. Todėl Coriolis debitmačiai pirmiausia rekomenduojami naudoti saugojimo perdavimo įrenginiuose, dozavimo/užpildymo procesuose ar kritiniuose technologiniuose procesuose, kur reikia išmatuoti terpės masės srautą arba vienu metu valdyti kelis parametrus (masės srautą, tankį ir temperatūrą).

Paprastai masės srauto matuoklių vamzdeliams matuoti naudojamos šios medžiagos: Nerūdijantis plienas, Hastelloy lydinio, todėl šie prietaisai netinka labai ėsdinančioms terpėms matuoti. Taip pat srauto matavimo masės srauto matuokliais tikslumui didelę įtaką turi neištirpusių dujų buvimas matuojamoje terpėje.

Mažiems srautams matuoti naudojami rotometrai. Šių prietaisų tikslumo klasė, priklausomai nuo konstrukcijos, svyruoja tarp 1,6...2,5.

Nerūdijantis plienas ir PTFE naudojami kaip matavimo vamzdžių medžiagos, todėl korozinės terpės srautui matuoti galima naudoti rotametrus.

Metaliniai rotametrai taip pat leidžia išmatuoti aukštos temperatūros terpės srautą. Reikia pažymėti, kad klijų, abrazyvinių terpių ir terpių su mechaninėmis priemaišomis srauto išmatuoti rotametrais neįmanoma. Be to, yra apribojimas montuoti tokio tipo srauto matuoklius: juos montuoti leidžiama tik vertikaliuose vamzdynuose, kurių matuojamos terpės srauto kryptis iš apačios į viršų. Šiuolaikiniai rotametrai, be indikatorių, gali būti aprūpinti mikroprocesoriniu elektroniniu moduliu su 4...20 mA išėjimo signalu, bendro kiekio skaitikliu ir ribiniais jungikliais darbui srauto jungiklio režimu.

Nors sūkuriniai srauto matuokliai buvo sukurti specialiai dujų / garų srautui matuoti, jie taip pat gali būti naudojami srauto matavimui skystos terpės. Tačiau dėl jų dizaino ypatybės, rekomenduojamiausias šių prietaisų pritaikymas atliekant operatyvinės apskaitos ir technologinių procesų kontrolės užduotis yra: aukštos temperatūros skysčių, kurių temperatūra iki +450 °C, srauto matavimas; kriogeninių skysčių, kurių temperatūra iki -200 °C, srauto matavimas; esant dideliam, iki 25 MPa, proceso slėgiui vamzdyne; srauto matavimas didelio skersmens vamzdynuose (panardinamieji sūkuriniai debitmačiai). Skystis turi būti švarus, vienfazis, klampumas ne didesnis kaip 7 cP.

Dujų ir garų srauto matavimas

Skirtingai nuo skysčių, kurie paprastai gali būti laikomi praktiškai nesuspaudžiamomis terpėmis, dujinių terpių tūris labai priklauso nuo temperatūros ir slėgio. Todėl, atsižvelgiant į dujų kiekį, jos veikia sumažinus tūrį ir srautą iki normalių sąlygų (T = 0 °C, P = 101,325 kPa abs.) arba iki standartinių sąlygų (T = +20 °C, P). = 101,325 kPa abs.).

Taigi, dujų ir garų kiekiui matuoti kartu su tūriniu srauto matuokliu, slėgio ir temperatūros jutikliais, tankio matuokliu arba masės srauto matuokliu, taip pat skaičiavimo įtaisu (korektoriumi ar kitu antriniu įrenginiu, turinčiu atitinkamas matematines funkcijas) būtini. Reguliuojant dujų srautą technologiniuose procesuose dažnai apsiribojama tik tūrinio srauto matavimu, tačiau tiksliam valdymui būtina nustatyti ir srautą normaliomis sąlygomis, ypač esant dideliems dujų tankio svyravimams.

Dažniausiai dujų ir garų srautui matuoti naudojamas kintamo slėgio skirtumo (APD) metodas, o ribojimo įtaisai, pirmiausia standartinė diafragma, tradiciškai naudojami kaip pirminiai srauto keitikliai. Pagrindiniai PPD srauto matuoklių privalumai yra patikra be išsiliejimo, maža kaina, platus pritaikymo spektras ir didelė eksploatavimo patirtis. Tačiau šis metodas turi ir labai rimtų trūkumų: kvadratinė slėgio kritimo priklausomybė nuo srauto, dideli slėgio nuostoliai ribojimo įtaisuose ir griežti reikalavimai tiesioms dujotiekio atkarpoms. Dėl to šiuo metu tiek Rusijoje, tiek visame pasaulyje pastebima aiški tendencija srauto matuoklių sistemas pakeisti ribojančiais įtaisais srauto matuokliais su kitais matavimo principais. Mažo ir vidutinio skersmens vamzdynams dabar yra didelis įvairių debito matavimo metodų ir priemonių pasirinkimas, tačiau vamzdynams, kurių skersmuo 300...400 mm ir didesnis, RPM metodui alternatyvos praktiškai nėra. Norint atsikratyti tradicinių RPM srauto matuoklių su angos įtaisais trūkumų, išlaikant paties metodo privalumus, kaip pirminius srauto keitiklius galima naudoti Torbar serijos vidutinio slėgio vamzdelius ir EJA/ skaitmeninius diferencinio slėgio jutiklius. EJX serija kaip slėgio perkryčio matavimo priemonė (diferencialiniai slėgio matuokliai). Tuo pačiu metu slėgio nuostoliai sumažėja dešimtis ir šimtus kartų, tiesios atkarpos sumažėja vidutiniškai 1,5...2 karto, dinaminis srauto diapazonas gali siekti 1:10.

Pastaruoju metu sūkuriniai srauto matuokliai tapo plačiau naudojami dujų ir garų srautui matuoti. Palyginti su kintamo slėgio srauto matuokliais, jie turi platesnį dinaminį diapazoną, mažesnius slėgio nuostolius ir tiesioginius

skyriuose. Šie įrenginiai yra efektyviausi atliekant matavimo užduotis, pirmiausia komercines, ir atliekant kritines srauto valdymo užduotis. Naudojant srauto matuoklį su įmontuotu temperatūros jutikliu arba standartinį srauto matuoklį kartu su temperatūros ir slėgio davikliais, galima nustatyti terpės masės srautą, o tai ypač svarbu matuojant garų srautą.

Tačiau dėl matavimo principo ypatumų šie prietaisai nenaudojami:

daugiafazių, lipniųjų ir terpių su kietaisiais intarpais srauto matavimai; matuojant terpės srautą su mažu srautu.

Esant mažam ir vidutiniam srautui, rotametrai plačiai naudojami dujų srautui matuoti. Šie įrenginiai yra skirti dirbti tiek aukštos temperatūros, tiek korozinėje aplinkoje ir yra plačiai naudojami įvairaus dizaino. Tačiau, kaip minėta pirmiau, rotametrai montuojami tik ant vertikalių vamzdynų, kurių srauto kryptis yra iš apačios į viršų, ir nenaudojami matuojant lipnios terpės ir terpės, turinčios kietų intarpų, įskaitant abrazyvinius, srautą.

NPF "RASKO" daugiau nei 15 metų yra orientuota į komercinės vandens, šilumos, dujų ir garo apskaitos klausimus. Šiai problemai skirta nemažai mūsų specialistų straipsnių įvairiuose leidiniuose. Žemiau siūlome aptarti Kolomnos migracijos centro inžinieriaus metrologo Ivanuškino I.Yu. straipsnį, kuriame, mūsų nuomone, paliečiamas, mūsų nuomone, įdomus naujų komercinių dujų apskaitos prietaisų pristatymo klausimas.

Matavimo prietaisai – ar juos visus galima naudoti?

Ivanuškinas I. Yu. metrologijos inžinierius, 1 kategorija, federalinės valstybinės institucijos „Mendeleevsky CSM“ Kolomnos skyrius

Atsižvelgdamas į tai, kad energijos išteklių apskaita dabar įgyja svarbą, ypač dėl būsimo naujos redakcijos energijos taupymo įstatymo, norėčiau dar kartą pakalbėti apie įrenginius, naudojamus šiai grandinei, ypač apie tai. klasės matavimo priemonių, tokių kaip rašaliniai srauto matuokliai – matuokliai.

Gerai žinoma, kad pagrindiniai reikalavimai komerciniams matavimo prietaisams yra didelis matavimo tikslumas įvairiuose fizinių dydžių pokyčiuose, patikimumas, rodmenų stabilumas kalibravimo intervalo metu ir paprasta priežiūra. Pastarasis apima ir darbą, susijusį su matavimo priemonių patikra, tai yra periodiniu jų metrologinių charakteristikų patvirtinimu.

Būtent šie rodikliai atkreipia vartotojų dėmesį į daugybę apskaitos prietaisus gaminančių ir parduodančių organizacijų. Žada didelis tikslumas, platūs matavimo diapazonai, ilgi patikros intervalai (MPI), o kartais ir patikros be išmontavimo galimybė, tiesių matavimo vamzdynų (IT) atkarpų pasirenkamumas arba neįprastai mažos vertės ir kt. ir pan., krenta vartotojams ant galvų tarsi iš gausybės rago. Bet ar tai visada tiesa?

Kalbėsime, kaip jau minėta, apie rašalinius srauto matuoklius. Pirma, dėl to, kad tokio tipo prietaisai rinkoje pasirodė palyginti neseniai ir apie juos mažai žinoma, ir, antra, dėl to, kad kai kurie šių skaitiklių gamintojai vilioja vartotojus, ypač matavimo sistemų, pagrįstų siaurėjančiais prietaisais, savininkus, jau minėtu atsisakymu ilgo. tiesios atkarpos ir poreikio tikrinti šiuos labai siaurėjančius įrenginius (SU).

Tiesą sakant, reaktyvinis savaiminis generatorius (SAG), kuris yra šių skaitiklių „širdis“, žinomas jau seniai ir naudojamas pneumatinėse automatikos sistemose kaip viena iš grandžių. Srauto matavimui jis buvo pradėtas naudoti palyginti neseniai, o vidaus rinkoje yra keletas skirtingų gamintojų tokių prietaisų modelių.

RM-5-PG: „Tikslus tūrio srauto matavimas pagal GOST 8.586-2005 plačiame dinaminiame diapazone, nepriklausomai nuo matuojamos terpės tankio... Matuojamų debitų diapazonas 1:20...... Tikslumas ±1,5 %.“

(Priminsiu: GOST 8.586-2005 „Skysčių ir dujų srauto ir kiekio matavimas naudojant standartinius ribojimo įtaisus“).

IRGA-RS: „Reaktyvinio srauto matuoklio veikimas pagrįstas terpės srauto ir kiekio matavimo kintamo slėgio skirtumo metodu principu. Slėgio kritimo vertės nustatymas ir konvertavimas srauto matavimo grandinėms atliekamas naudojant reaktyvinį savaiminį generatorių (SAG), kuris yra srauto matuoklio dalis. Jis naudojamas kartu su ribojimo įtaisu ir iš tikrųjų pakeičia slėgio perkryčio matuoklį dozatoriuose, pagrįstuose ribojimo įtaisais (SU).

SAG yra bistabilus reaktyvinis elementas, padengtas grįžtamuoju ryšiu, kuris užtikrina savaiminio virpesių režimą. Reaktyviniai svyravimai SAG generuoja slėgio pulsacijas, kurios, naudojant pjezoelektrinius jutiklius, paverčiamos elektriniu signalu. Šio signalo dažnis yra proporcingas tūriniam srautui (kvadratinė šaknis nuo slėgio skirtumo tarp SAG įėjimo ir išleidimo angos, t. y. tarp pliusinės ir minusinės ribojamojo įtaiso kamerų, įtrauktų į srauto matuoklį).

Pakeitus valdymo sistemą slėgio perkryčio matuokliu „Irga-RS“, pagerėjo techninės ir metrologinės apskaitos prietaiso charakteristikos: matavimo diapazonas didėja ir tampa ne mažesnis nei 1:30, o matavimo paklaida. intervale nuo 0,03 Q max iki Q max bus ≤ ± 0,5%, neatsižvelgiant į sisteminę SU klaidą. Tokios rekonstrukcijos kaštai prilyginami senos apskaitos stoties kainai.

„Turbo Flow GFG-F“: „Privalumai:

• santykinė paklaida ± 1 %
• minimalios tiesios atkarpos,
• dinaminis diapazonas 1:100, išplečiamas iki 1:180,
• sujungimo matmenų suderinamumas su įprastais flanšinių skaitiklių tipais.

Matavimo komplekso veikimo principas Turbo srautas GFG-F:

Dujų srautas, einantis per dujotiekį, patenka į debitmačio darbinę kamerą, kurioje sumontuota diafragma. Priešais diafragmą susidaro sritis aukštas kraujo spaudimas, dėl kurio dalis srauto patenka į reaktyvinį autogeneratorių (SAG, kuriame susidaro dujų srauto svyravimai, proporcingi srauto greičiui).“

Turbo srautas GFG-ΔP: „Dujų srauto matuokliai Turbo srautas GFG-ΔP skirtas modernizuoti matavimo įrenginius, pagrįstus angų įtaisais (SU), turinčiais diferencinio slėgio keitiklius. Modernizavimui vietoj diferencinio slėgio matuoklio ant standartinio vožtuvo bloko sumontuotas pirminis srauto keitiklis (PR) ir elektroninis informacijos apdorojimo blokas. Reaktyvinio generatoriaus elementų registruojamas dažnis funkciškai priklauso nuo dujų srauto per valdymo sistemą. Konvertuotas dažnio signalas yra tiesiškai proporcingas dujų srautui, praeinančiam per valdymo bloką.

Esamų įrenginių keitimas vyksta įrengiant GFG-ΔP srauto matuoklį ant jau sumontuotų vamzdžių, be papildomų išlaidų vamzdžių montavimui. Dėl to pagerėja matavimo įrenginio metrologinės charakteristikos. Dinaminis diapazonas išplečiamas iki 1:100, o matavimo paklaida sumažinama iki ±1 % visame matavimo diapazone.

RS-SPA-M: „Srauto srauto matuoklių privalumai:

• matavimo priemonių suvienodinimas skirtingos aplinkos;
• judančių dalių nebuvimas, o tai lemia didelį produkto patikimumą, charakteristikų stabilumą laikui bėgant ir aukštą gaminio pagaminamumą;
• kalibravimo koeficiento nepriklausomumas nuo matuojamos terpės tankio;
• galimybė matuoti mažus srautus, agresyvias, nelaidžias ir kriogenines terpes;
• prieš ir po montavimo vietos nereikia tiesių sekcijų;
• Galimybė apžiūrėti montavimo vietoje.

Įrenginio funkcionalumas:

Srauto (tūrio) įvedimas į normalias sąlygas (prijungiant temperatūros ir slėgio jutiklius prie įrenginio).

Matuojamos terpės tankio matavimas.

Masės srauto (tūrio) matavimas.

Apžiūros atlikimas neišmontuojant iš dujotiekio.

Specifikacijos:

Matuojamos terpės: skysčiai, dujos, garai

Nominalus skersmuo, mm: 5÷4000

Dinaminis matavimo diapazonas, Q max / Q min: 50:1

Leistinos pagrindinės paklaidos riba, %: 0,15.

Paskutinė iš jų sulaukia ypatingo dėmesio, nes mūsų regione maždaug 25–30 proc. gamtinių dujųįrengti šie skaitikliai ir yra tendencija juos didinti.

„Trūkumai: savaime generuojantis srauto matuoklis turi visus trūkumus, kuriuos turi sūkurinis srauto matuoklis...

(* Pastaba: Aukščiau straipsnyje autorius išvardija sūkurinių srauto matuoklių trūkumus: padidėjęs jautrumas srauto greičio diagramos iškraipymams (taigi ir didesni reikalavimai srauto stabilumui, tai yra tiesių ruožų ilgiams) ir santykinai dideli negrįžtami slėgio nuostoliai. susijęs su intensyviu sūkurių susidarymu, kai srautas teka prastai supaprastinta šiluma. Rimčiausias trūkumas yra nepakankamas konversijos koeficiento stabilumas reikiamame diapazone, kuris praktiškai neleidžia rekomenduoti tokio tipo prietaisų komerciniam dujų apskaitymui be išankstinio gaminio kalibravimo tiesiogiai eksploatacinėmis sąlygomis arba labai arti jų.)

Tačiau, deja, yra ir papildomų. Pirma, reaktyvinis elementas (šio prietaiso pagrindas) turi labai didelį dideli dydžiai išmatuoto srauto atžvilgiu. Todėl, viena vertus, jis gali būti naudojamas tik kaip dalinio srauto matuoklis, per kurį praeina tik maža dalis dujų srauto, einančio per matavimo sekciją (o tai neišvengiamai mažina matavimų patikimumą), kita vertus, , jis yra daug jautresnis užsikimšimui nei sūkurinis srauto matuoklis. Antra, šio įrenginio konversijos koeficiento nestabilumas yra net didesnis nei sūkurinio srauto matuoklio.

Tame pačiame straipsnyje autorius pateikia bendrovės „GAZTURBavtomatika“ kartu su įmone „Gazpriboravtomatika“ atliktų srauto matuoklio RS-SPA bandymų rezultatus, dėl kurių buvo nustatyta, kad konversijos koeficiento pokytis įvairioms modifikacijoms prietaisas svyruoja nuo 14,5% iki 18,5%, kai srautas per įrenginį keičiasi ne daugiau kaip 1:5 (!) srauto diapazone.

Antra, glumina tai, kad, pavyzdžiui, RS-SPA tipo skaitikliams buvo sukurta jų pačių matavimo procedūra (MVI) MI 3021-2006, kuri iš esmės prieštarauja GOST 8.586-2005, ypač dėl įrengimo reikalavimų. matavimo priemonių (MI) ir matavimo skyriaus. Verta pamąstyti apie tai išsamiau, nes panašių klausimų kilo bendraujant su kitų modelių gamintojais, pavyzdžiui, „Turbo Flow GFG“. Pagrindinis dalykas, kuris buvo kliūtis, buvo reikalavimai valdymo sistemai ir tiesioms atkarpoms. Priminsiu, kad abu skaitikliai yra dviejų versijų: vieni naudojami pakeisti slėgio perkryčio matuoklius ir jungiami prie esamų valdymo sistemų, kiti (dažniausiai mažo diametro IT) gaminami monobloko konstrukcijos su savo valdymo sistema. Pavyzdžiui, RS-SPA skaitikliuose „pirminis srauto keitiklis (PFC) RS apima SAG su signalo konvertavimo įtaisu, pagamintą viename įrenginyje ir sumontuotą ant matavimo vamzdyno su vietiniu srauto susiaurėjimu. Čia, man atrodo, reikia atskirti du klausimus: kam reikalinga diafragma (vietinis srauto susiaurėjimas) ir kam reikalingos tam tikro ilgio tiesios atkarpos?

Kad ir ką besakytų gamintojai, vienaip ar kitaip šiuose įrenginiuose debitui apskaičiuoti naudojamas būtent toks slėgio skirtumas, kuris susidaro. SU Viename iš RS-SPA matuoklio patentų (Nr. 2175436) autorius, paaiškinęs SAG veikimą, rašo taip: „... Dėl to nustatomi stabilūs purkštuko svyravimai su a. dažnis, proporcingas tūriniam srautui, ir slėgio kritimo reaktyviniame autogeneratoriuje santykio su išmatuoto tankio terpės kvadratine šaknimi

f= kQ = k √(∆ρ/ρ), kur

f - virpesių dažnis.

Q - tūrinis srautas;

∆ρ ir ρ - slėgio kritimas ir matuojamos terpės tankis;

k yra proporcingumo koeficientas.

Slėgio kritimas per SAG arba, kitaip tariant, potencialų skirtumas yra savaiminių virpesių šaltinis, o jų dažnis priklauso nuo šio skirtumo dydžio. Tai yra, srauto greičio apskaičiavimas yra tikslesnis, tuo tiksliau matuojamas virpesių dažnis, tai yra, tuo tiksliau slėgio kritimas per SAG atitinka srautą per tam tikrą IT sekciją. Ar valdymo sistemos parametrai turi įtakos slėgio kritimo atkūrimo tikslumui? Be abejonės. Apie tai jau parašyta dešimtys šimtų straipsnių ir GOST 8.586-2005, kurie tam tikru mastu apibendrino daugelio šios problemos tyrimų rezultatus. Kodėl gamintojai sako, kad montuodami šiuos skaitiklius jiems neberūpi valdymo sistemos būklė, visiškai nesuprantama. Kaip žinoma, priekinio krašto kokybė, šiurkštumas ir kiti diafragmos parametrai turi įtakos skirtumų atkūrimo tikslumui.

Pateiksiu pavyzdį. Kadangi vienas iš pagrindinių tikslų, kurio dabar siekia dujų vartotojai (ir kuriam pritaria pardavimo vadybininkai), yra palengvinti jų gyvenimą ir atsikratyti poreikio ilginti tiesias atkarpas (!), kasmetinis diafragmų išmontavimas ir tikrinimas (!) , visą matavimų komplekso patikrą sumažinti iki skaitiklio patikros „vietoje“ (!), ir net kartą per dvejus metus (!), tuomet labai greitai balanso rodikliuose gali atsirasti neatitikimų, kurių priežastys bus neaišku. Nuorodoje nurodyta, kad pilnas vidutinis, pavyzdžiui, RS-SPA matuoklio tarnavimo laikas – 8 augintiniai. Taip pasikeis skaitiklio rodmenys per šį laiko intervalą, jei skaičiavimas atliekamas ne pagal metodą, o pagal GOST 8.586, tai yra, nekreipiant dėmesio į ribojančio įtaiso buvimą skaitiklyje. Buvo paimti konkretaus gamtinių dujų apskaitos mazgo vertės iš vienos iš kelių mašinų gamybos įmonės dujų apskaitos stočių ir dujų apskaitos stotyje sumontuoto RS-PZ versijos skaitiklio RS-SPA parametrai, įskaitant diafragmos parametrus. Vidutinis metinis dujų slėgis – 3,5 kgf/cm2, vidutinė metinė temperatūra – 5 °C, didžiausias slėgio kritimas (apytiksliai išlaikomas ištisus metus) – 25 000 Pa. Vidutinis diafragmos vidinio skersmens metinis pokytis buvo + 0,01%. vertė yra gana reali, net neįvertinta, atsižvelgiant į dujų kokybę. Skaičiavimo rezultatai:

montuojant skaitiklį didžiausias debitas Qc bus 4148,89 m 3 /h;

po dvejų metų (pirmasis skaitiklio kalibravimo intervalas) ši vertė jau bus lygi 4182,56 m 3 / h;

po ketverių metų 4198,56 m 3 / h:

po šešerių metų 4207,21 m 3 / h:

po aštuonerių metų (garantuotas skaitiklio tarnavimo laikas) -4212,38 m 3 / val.

Taigi, po aštuonerių metų eksploatacijos, esant visiems kitiems dalykams vienodai, skaitiklis rodys 63,58 m3/h (!) didesnį debitą nei tikrasis, būdamas pilnai veikiantis ir patikrintas, tai yra išlaikant metrologinį. charakteristikos.

Atkreipiu dėmesį, kad atliekant skaičiavimus buvo atsižvelgta tik į diafragmos vidinio skersmens pokytį ir pataisos koeficiento pasikeitimą, skirtą įleidimo briaunos atbukimui (5.13 ir 5.14 formulės GOST 8.586.2-2005), likusias charakteristikas, įskaitant matavimo vamzdyno charakteristikos, buvo laikomos nepakitusiomis.

Be to, matavimo komplekso charakteristikos buvo skaičiuojamos esant minimaliam slėgio kritimui, į kurį buvo atsižvelgta (skaitiklio montavimo metu jis buvo 1000 Pa, o srauto matavimo santykinė išplėstinė neapibrėžtis buvo 3,93%). Atlikus skaičiavimus, buvo gautos šios santykinės išplėstinės neapibrėžties reikšmės (tokiomis pačiomis sąlygomis keičiant vidinį diafragmos skersmenį ir priekinio krašto atbulumo koeficientą):

po dvejų metų 4,06 %;

po keturių 4,16%;

po šešių 4,22%;

po aštuonių 4,25 proc.

Tai yra, po dvejų metų eksploatacijos, kitos patikros metu matavimo kompleksas nebeatitiktų nustatytų paklaidų standartų. Gana sunku kalbėti apie komercinę apskaitą, nes jos patikimumas yra daugiau nei abejotinas. Norėčiau pridurti, kad visi skaičiavimų rezultatai, kurie čia nepateikiami, kad nebūtų perkrautas straipsnis, rodo, kad pasikeitus nurodytam valdymo sistemos charakteristikų diapazonui, pasikeis tokie rodikliai kaip hidraulinio pasipriešinimo koeficientas, slėgio nuostolių koeficientas ir kt., dėl kurių pasikeis ne tik paties hidraulinio ardymo, bet ir dujas naudojančios įrangos charakteristikos.

Noriu pažymėti, kad skaičiavimuose buvo daroma prielaida, kad matavimo kompleksas buvo sudarytas atsižvelgiant į GOST 8.586-2005 reikalavimus, tai yra, įtraukiant reikiamo ilgio tiesias IT dalis, kurias RS-SPA skaitiklių gamintojai ir kai kurie kiti paskelbti kaip neprivaloma.

Kodėl taip pat neaišku. Kartoju, srauto greičio skaičiavimo rašaliniais skaitikliais tikslumas priklauso nuo slėgio kritimo per SAG, o tiksliau, nuo to, kaip tiksliai slėgio kritimas per SU atitinka srautą. Ir tai, kaip žinote, priklauso ne tik nuo valdymo sistemos savybių. bet ir parametrų diapazone, kuriame yra pats srautas matavimo sekcijoje. Kad toje vietoje, kur sumontuota diafragma, susidarytų pastovus srautas, kuriam būdingas stabilus turbulentinis režimas su Re skaičiumi linijinėje srityje, reikia tam tikro ilgio tiesių atkarpų, kad būtų išvengta vietinių srauto sutrikimų. Apie tai taip pat daug parašyta, įskaitant GOST 8.586-2005, kuris, remiantis daugelio metų tyrimų rezultatais, reglamentuoja reikalavimus tiesioms atkarpoms, atsižvelgiant į tam tikrų vietinių varžų (MC) buvimą.

Ir dar vienas aspektas negali sukelti sumišimo. Tai apie apie skaitiklių dinaminį diapazoną ir paklaidą. Leiskite jums priminti jau „vadoviškuosius“ diafragmos trūkumus:

• siauras dinaminis srauto matavimo diapazonas (vidutiniškai nuo 1:3 iki 1:5);
• netiesinis išvesties signalas, reikalaujantis tiesinimo;
• paklaidos normalizavimas sumažinant iki viršutinis limitas matavimai, taigi, hiperbolinis paklaidos padidėjimas, sumažintas iki matavimo taško, mažėjant srautui;
• didelis slėgio kritimas ribojimo įtaisui (SD), neišvengiamas dėl veikimo principo;
• nekontroliuojamas paklaidos pokytis dėl briaunos atbukimo veikimo metu;
• neįmanoma ištraukti valdymo bloko neatjungiant dujotiekio:
• didelis reikiamų tiesių ruožų ilgis be vietinio pasipriešinimo;
• impulsinių linijų užsikimšimas „nešvariuose“ srautuose, kondensato kaupimasis, dėl kurio gaunami neteisingi rodmenys;
• CS skaičiavimo sudėtingumas, įskaitant srauto matavimo neapibrėžčių skaičiavimą.

Sutinku, kad skaitiklyje įmontuotos elektronikos dėka galima kiek praplėsti matavimo diapazoną, tiesinti srauto matuoklio charakteristikas, sumažinti bendrą komplekso paklaidą. Bet, pasikartosiu, vargu ar kaip nors bus galima atsižvelgti į diafragmos savybių pasikeitimą bent kalibravimo intervalo metu (jau nekalbant apie ilgesnį laiko tarpą), diafragmos užsikimšimo laipsnį. jungiamąsias linijas (slėgio kritimo vertės pokyčius) ir, be to, srauto iškraipymą dėl vietinio pasipriešinimo.

Ir viskas būtų gerai, jei ne tai, kad šie skaitikliai paprastai naudojami komerciniuose dujų ir skysčių apskaitos blokuose, tai yra vienaip ar kitaip susiję su valstybine apskaita ir energijos taupymu. operacijos. Daugybė publikacijų šia tema nurodo šių prietaisų nepritaikymą šioms grandinėms, o medžiagų rengimo darbo grupės ataskaitoje ir jungties sprendimo projekte. techninė taryba Kuro ir energijos ūkio departamentas bei Maskvos prefektūros, šilumos skaitiklius ir vandens srauto matuoklius išanalizavusi komisija daro apskritai kategorišką išvadą: „Šilumos skaitiklis RS-SPA-M-MAS neatitinka daugumos pagrindinių ir papildomų kriterijų ir nerekomenduojama naudoti“. Atkreipiu dėmesį, kad tarp darbo grupės pateiktų kriterijų buvo, pavyzdžiui, „didelis matavimų patikimumas ir tikslumas ilgą laiką, minimali hidraulinė varža esant nominaliam srautui, elektromagnetinis suderinamumas“ ir kt.

Tai yra pagrindiniai aspektai, į kuriuos norėjau atkreipti dėmesį aptardamas rašalinius srauto matuoklius. Norėčiau dar kartą pažymėti, kad straipsnyje nekeliamas klausimas dėl srauto matavimo metodo taikymo apskritai. Kalbame konkrečiai apie komercinę energetinių išteklių apskaitą, su savo reikalavimais ir sava specifika. Todėl tokių prietaisų gamintojams norėčiau palinkėti tiksliau ir sąžiningiau nustatyti savo gaminių charakteristikas ir rekomendacijas dėl jų pritaikymo tam tikrais tikslais. Suprantu ir ne kartą girdėjau, kad rinka diktuoja savo taisykles ir t.t. ir taip toliau. Tačiau galiausiai neturime pamiršti, kad visi naudojame įprastus reikmenis. O planeta gamina naftą, dujas, vandenį, orą, nepaisant politinių darinių ir nuosavybės formų. Taigi kas nori ką apgauti?

Debitmačio dydžio pasirinkimo ypatybės

Daugeliu atvejų srautas, kurį reikia išmatuoti, kinta gana plačiame diapazone nuo Q min (minimalus srautas) iki Q max (maksimalaus srauto). Didžiausio ir mažiausio srauto santykis vadinamas dinaminiu matavimo diapazonu. Reikia atsiminti, kad minimalūs ir didžiausi debitai šiuo atveju reiškia tas vertes, kurios matuojamos debitmačiu, kuris užtikrina deklaruotą tikslumą.

Srauto matuoklio dydžio pasirinkimas yra labiausiai sudėtinga užduotis. Vardinis jo matavimo dalies skersmuo (DN) ir vamzdyno skersmuo lemia matuojamos terpės debitą, kurio greitis turi būti tam tikrose ribose.

Taigi matuojant abrazyvinių skysčių, plaušienos, rūdos srutų ir kt. elektromagnetiniai srauto matuokliai, būtina užtikrinti, kad terpės judėjimo greitis būtų ne didesnis kaip 2 m/s. Matuojant terpės, linkusios susidaryti nuosėdoms (nuotekoms), srautus, priešingai, rekomenduojama padidinti terpės greitį, kad dumblo nuosėdos būtų išplaunamos efektyviau. Grynų neabrazyvinių skysčių srautui matuoti elektromagnetiniais srauto matuokliais, rekomenduojama numatyti 2,5...3 m/s srauto greitį.

Matuojant skysčio srautą, srauto greitis neturi viršyti 10 m/s. Matuojant dujų ir garų srautą, srauto greitis, daugeliu atvejų, neturėtų būti didesnis nei 80 m/s.

Apytikslės skysčio srauto vertės, priklausomai nuo dujotiekio skersmens ir srauto matuoklio matavimo dalies skirtingi greičiai terpės judesiai pateikti 1 lentelėje.

1 lentelė.

DU		Sąnaudos m3/val
[mm]	[colis]	Vartojimas esant v=0,3 m/s	Gamyklinis nustatymas esant v~2,5 m/s	Vartojimas esant 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

Srauto matavimo diapazoną taip pat veikia matuojamos terpės temperatūra ir slėgis. 2 lentelėje kaip pavyzdys pateikiami oro srauto matavimo diapazonai esant 20°C temperatūrai ir įvairūs sūkurinio srauto matuoklio pertekliniai slėgiai.

2 lentelė.

Vamzdžio skersmuo	Slėgis (baras); Tankis (kg/m3)
	0 barų 1,205 kg/m 3	3,4 baro 5,248 kg/m 3	6,9 baro 9,409 kg/m 3	11 barų 14,28 kg/m 3	13,8 baro 17,61 kg/m 3	20,7 baro 25,82 kg/m 3	27,6 baro 34,02 kg/m 3	34,5 baro 4 2,22 kg/m 3	69 barai 83,24 kg/m 3
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

Tikslesnis tam tikro srauto matuoklio dydžio minimalaus ir didžiausio srauto nustatymas atliekamas naudojant specialią gamintojo sukurtą programinę įrangą. Skaičiuojant atsižvelgiama į terpės temperatūros ir slėgio minimalių ir didžiausių verčių įtaką, jos tankį, klampumą ir kitas charakteristikas, turinčias įtakos srauto greičiui ir tūriniam srautui.

Hidraulinio pasipriešinimo poveikis

Taip pat būtina atsižvelgti į tai, kad srauto matuoklis gali užtikrinti tam tikrą pasipriešinimą matuojamos terpės judėjimui ir įvesti papildomą hidraulinį pasipriešinimą. Sūkurinis srauto matuoklis turi didžiausią hidraulinį pasipriešinimą, nes prietaiso matavimo dalyje yra gana didelio tūrio blefo korpusas. „Coriolis“ srauto matuoklis taip pat turi hidraulinį pasipriešinimą, dėl kurio sumažėja slėgis, nes projekte yra vingių ir išsišakojusių vamzdynų.

Elektromagnetiniai ir ultragarsiniai srauto matuokliai turi mažiausią hidraulinę varžą, nes neturi įlinkių ar dalių, išsikišusių į matavimo dalį. Jie yra pilno dydžio. Kai kuriuos slėgio sumažėjimus gali sukelti matavimo dalies pamušalo medžiaga (pvz., guminis pamušalas) arba neteisingas montavimas(sandarinimo tarpinės išsikiša į srauto matuoklio srauto dalį).

3 lentelėje parodytas srauto matavimo dinaminis diapazonas ir didžiausi debitmačių srautai kitoks principas veiksmai.

3 lentelė.

Metodas	Dinaminis diapazonas	Maksimalus srautas
Elektromagnetinis	100:1	10 m/s (skystas)
Sūkurys	25:1	10 m/s (skystis), 80 m/s (garai, dujos)
Ultragarsiniai (įterptieji jutikliai)	100:1	10 m/s (skystas)
Ultragarsiniai (ant audinio tvirtinami jutikliai)	100:1	12 m/s (skystis), 40 m/s (garai, dujos)
Koriolis	100:1	10 m/s (skystis), 300 m/s (garai, dujos)

Metrologinės charakteristikos ir jų įtaka pasirinkimui

Šiuo metu yra elektromagnetinių srauto matuoklių, kurių deklaruojamas dinaminis diapazonas yra 500:1 ir net 1000:1. Tokie reikšmingi dinaminiai diapazonai pasiekiami taikant kelių taškų kalibravimą, kai srautmatis išsiunčiamas iš gamybos. Deja, toliau eksploatuojant metrologinės charakteristikos pablogėja ir realus dinaminis diapazonas gerokai susiaurėja.

Srauto matuoklių metrologinės charakteristikos išryškėja, kai jie naudojami komercinei energijos išteklių apskaitai. Reikia atsiminti, kad visos priemonės, kurias planuojama naudoti komercinės apskaitos tikslais, turi būti įtrauktos į Valstybinį matavimo priemonių registrą, atlikus atitinkamus bandymus, kurių rezultatai patvirtina gamintojo deklaruotas metrologines charakteristikas. Vertinant klaidas turėtų būti naudojamas dabartinis matavimo priemonės tipo aprašymas. Kadangi, pavyzdžiui, kai kuriais atvejais gamintojo deklaruojama maža matavimo paklaida gali būti užtikrinama ne visame diapazone, o tik tam tikroje siauroje jo dalyje. Ir, deja, gamintojai ne visada atspindi šį faktą savo techninėje dokumentacijoje ir reklaminėje medžiagoje.

Norint sumažinti debitmačių vėlesnės metrologinės priežiūros (patikrinimo) išlaidas, esant visiems kitiems dalykams, rekomenduojama rinktis įrenginius su maksimaliu patikros intervalu. Šiuo metu daugumos srauto matuoklių kalibravimo intervalas yra kartą 4 ar daugiau metų. Renkantis prietaiso prekės ženklą, nereikėtų siekti maksimalios kalibravimo intervalo vertės tuo atveju, kai ilgalaikis matavimo tikslumas yra lemiama charakteristika, ypač jei tai yra mažai žinomo gamintojo pasiūlymas. Srauto matuokliams, kurių vardinis skersmuo didesnis nei 250 mm (DN 250), dažnai lemiamu veiksniu pasirenkant konkretų įrenginį tampa tikrinimo technikos prieinamumas neišmontuojant matavimo dalies, vadinamasis modeliavimas, patikra be išsiliejimo. gamintojas ir tipas. Debitmačių, kurių vardinis skersmuo didesnis nei 250 mm, patikra srauto metodu šiuo metu yra sudėtinga užduotis, nes Rusijoje nėra sertifikuotų srauto įrenginių, skirtų didelio skersmens srauto matavimo prietaisams patikrinti. Tačiau reikia atsiminti, kad patikrinimo be išsiliejimo metodas prie pagrindinės matavimo paklaidos prideda papildomą 1...1,5 % paklaidą, kuri ne visada gali būti priimtina.

4 lentelėje parodytos debitmačių metrologinės charakteristikos su skirtingais matavimo metodais, kurių tikslumo rodikliai yra bene geriausi iki šiol. Jei jūsų pardavėjas siūlo sprendimą, turite dar daugiau didelio našumo tikslumą, tuomet turėtumėte atidžiau tikrinti deklaruotas šios įrangos metrologines charakteristikas.

4 lentelė.

Tūrio ir masės srauto matavimo tikslumui įtakos turi ne tik matavimo metodas, gamyboje naudojamų medžiagų kokybė, taikomi schematiniai sprendimai ir programinės įrangos skaičiavimo algoritmai, bet ir teisingas įrengimas bei konfigūracija, savalaikiškumas ir išsamumas. Priežiūra. Šiems klausimams bus skirta paskutinė, trečioji srauto matuoklių pasirinkimo vadovo dalis, nes renkantis srauto matuoklis.

1. Skysčio ar dujų srauto vertę galite laikyti įvesties analoginiu signalu, srauto matuoklį – kaip diskrečių reikšmių serijos generatorių (nesvarstome tolesnės gauto signalo transformacijos, linearizavimo, korekcijos ir kt. .) Srauto matuoklis nustato momentinius srautus pagal savo dinamines galimybes. Didžiausias dažnis, kuriuo debitmatis gali nustatyti srautą deklaruotu ir patvirtintu metrologiniu tikslumu, yra didžiausias mėginių ėmimo dažnis. Norint tiksliai perduoti srauto duomenis, išmatuotą srautą apibūdinančio signalo viršutinė harmonika neturi viršyti dvigubo mėginių ėmimo dažnio. Tie. jei srautas pulsuoja ir jo harmonikos viršija pusę mėginių ėmimo dažnio, tada matavimo paklaida didėja. Ir kuo ryškesnis pulsuojantis srauto pobūdis, tuo didesnė duomenų perdavimo ir galiausiai matavimo paklaida. Taigi išilgai matavimo kanalo srauto ir srauto matuoklio dinaminės charakteristikos turi sutapti. Renkantis matavimo priemonės tipą reikia atsižvelgti į srauto dinamiškumą. Pasirinkimas turi būti atliktas remiantis žiniomis apie matavimo priemonės dinamines charakteristikas. Galbūt ne visi esminiai parametrai šis įrankis Ar matavimai normalizuoti? 2. 3,2 sekundės yra gamyklinis keitiklio nustatymas. Pereinamojo proceso pabaigos laikas aperiodinėje jungtyje yra be galo ilgas, tačiau dažnai praktikoje procesas gali būti laikomas baigtu per laiką, lygų 3...4 T – ryšio laiko konstantai. 3. Turbulencija. Sukamieji, ovalūs, Coriolis ir kiti srauto matuokliai veikimo metu aktyviai veikia srautą įprastu režimu. Nurodytas atsako laikas yra vienas iš dviejų dinaminių parametrų, nurodytų komerciškai gaminamo srauto matuoklio aprašyme. Žinoma, to neužtenka. Žinoma, turi įtakos imtuvai, vamzdynai, sklendės, siurbliai, vožtuvai, čiaupai, apribojimai, ekvalaizeriai ir kt. Kaip pasirinkti reikšmingų veiksnių sąrašą, kaip gauti kiekybinius abipusės įtakos įverčius? Kokie dinaminiai parametrai pakankamai apibūdina debitmačio dinamines savybes? Kaip juos gauti ir naudoti? Kaip atsižvelgti į abipusę dinaminių charakteristikų įtaką „priemonių“ sistemoje matavimai-objektas matavimai“ dėl instrumentinės klaidos? Mums dar nepavyko rasti jokios informacinės medžiagos. Beje, požiūris „Kotelnikovo teoremos požiūriu“ patvirtina problemos teiginio aktualumą ir gali būti naudojamas pirminiam kokybiniam įvertinimui. Ačiū už informaciją.

1. Ne visi srauto matuokliai nustato momentinio srauto vertę. Atvirkščiai, galime kalbėti apie vidutinę skerspjūvio vertę ir tam tikrą vamzdžio sekcijos ilgį. Apie maksimalų dažnį, kuriuo srauto matuoklis atitinka metrologines charakteristikas, greičiausiai yra jūsų fantazija nei realybė. Taip pat, kadangi molekulių judėjimo greitis x, y, z plokštumose yra skirtingas, verta kalbėti apie turbulentinius ir laminarinius srautus, o ne apie pulsuojančius ir vienodus. Atsižvelgiant į srauto dinamiką, matavimų tikslumas nepagerės. Norint gauti reikiamą tikslumą, pirmiausia stebimos tiesios atkarpos prieš ir po debitmačio, antra, esant poreikiui, įrengiami srauto lygintuvai (padidinamas srauto laminariškumas).