Меню

Что такое трехмерный счетчик

Лабораторные расходомеры газов, объемные счетчики газа.

Задача измерения расхода газа, т.е его общего объема, прошедшего или пропущенного через систему, а также выделившегося в результате определенного технологического или лабораторного процесса требует применения специальных устройств.

Эти устройства называют газовыми счетчиками или расходомерами.

Одним из наиболее распространенных видов газовых счетчиков являются объемные газовые счетчики (positive displacement gas meter).

Другие их названия:

  • Газовые счетчики объемные с принудительным наполнением.
  • Расходомеры объемные камерные.
  • Камерные счетчики газа.

Принцип действия объемного газового счетчика объемного типа состоит в том, что измеряемый газ заполняет попеременно камеры (ячейки) фиксированного объема внутри счетчика. Процесс заполнения реализуется с помощью синхронной работы соответствующих клапанов. Их переключение инициирует вращательное движение ротора, по количеству оборотов которого затем рассчитывается объем прошедшего газа.

Объемный газовый счетчик барабанного типа.

Из всех объемных счетчиков газа самую длительную историю производства имеют счетчики газа барабанного типа с жидкостным затвором. Выпускаемые с начала 19-го века, они до настоящего времени являются наиболее точными устройствами для измерения расхода газа. Принцип действия таких счетчиков предельно ясен – проходящий через жидкость газ вращает лопасти барабана. Тем не менее, необходимо понимать, что эта простота только поверхностная. Эти устройства имеют многолетнюю историю, их инженерное исполнение у признанных производителей доведено до совершенства и позволяют считать барабанные счетчики газа наиболее точными.

Счетчики с жидкостным затвором имеют различное применение. Они используются в:

  • лабораторных экспериментах (Лабораторные расходомеры газов),
  • при учете энергоресурсов,
  • на экспериментальных производствах,
  • а также в качестве счетчиков для поверки газовых счетчиков менее точных, например бытовых, их калибровки или стандартизации.

Необходимо учитывать, что у счетчиков с жидкостным затвором есть две существенные особенности эксплуатации. Во-первых, уровень залитой в счетчик жидкости должен строго контролироваться, а во-вторых, нельзя допускать ее замерзания. Эти нюансы полтора века назад послужили толчком к изобретению другого типа газовых счетчиков.

Объемный газовый счетчик диафрагменного типа.

В 1843 году англичанин Томас Гловер (Thomas Glover) изобрел суховоздушный лопастной счетчик с двумя диафрагмами. Мембраны (диафрагмы) первых диафрагменных счетчиков изготавливались из овечьей кожи, а в последствии они были заменены резиновыми. Отсеки (иначе компартменты или ячейки) поначалу изготавливались из железа, а затем их стали отливать из алюминиевых сплавов. За 150 лет производства счетчиков данного типа было сделано множество усовершенствований и в плане материалов, и дизайна, и методов калибровки, однако основной принцип работы остался неизменным!

Принцип действия объемного счетчика газа диафрагменного типа.

Этапы работы диафрагменного счетчика газа представлены на рисунке.

Измерительный отсек состоит из четырех ячеек (компартментов), границы которых с одной стороны сформированы мембранами и центральной частью счетчика, а с другой мембранами и стенками корпуса. Перепад давления вызывает расширение одной диафрагмы и одновременное сужение другой. Происходит поочередное заполнение/опустошение четырёх компартментов. Синхронность движения диафрагм обеспечивается системой клапанов-задвижек и кривошипного механизма, которые гарантируют плавный поток измеряемого газа. Эти узлы разработаны таким образом, что полностью исключают заклинивание механизма в верхних мертвых точках.

Читайте также:  Мосэнергосбыт проверка счетчика электроэнергии

Вращающаяся часть кривошипного механизма посредством редуктора соединена с одометром, который отображает количество прошедшего через систему газа.

Небольшие диафрагменные счетчики рассчитаны на скорости потока, выраженные кубических футах в час (или 0,03 м3/ч) для газа с удельным весом 0,6, что вызывает падение давления на 0,13 кПа водяного столба на манометре диаметром 0,5 дюйма. Большие счетчики рассчитаны на поток, приводящий к падению давления на 0,5 кПа водяного столба манометра диаметром 2 дюйма.

Значение удельного веса (плотности) 0,6 характерно для природного газа. Если же измеряется газ с другим значением удельного веса, то формула для пересчета выглядит следующим образом:

Qn – новое значение потока

Qc – текущее значение потока

Производителей мембранных счетчиков довольно много. Приборами, работающими по этому принципу, оснащают также все узлы учета газа, включая домашнее хозяйство для контроля потребления бытового газа населением.

Они, как правило, рассчитаны на высокие значения потоков.

Общеизвестными произодителями лабораторных мембранных счетчиков газа являются Ritter (Германия) и Shinagawa (Япония).

Среди лабораторных расходомеров газов, помимо счетчиков объемного типа распространены также модели счетчиков, требующие подключения к электропитанию.

Лабораторный расходомер газа тахометрический.

Одним из типов таких счетчиков являются тахометрические, например счетчики РГС производства ООО «Мониторинг». В основу их работы положен принцип измерения объемного расхода газа тахометрическим преобразователем. В них количество оборотов тахометра регистрируется оптопарой. Приборы такого рода не предназначены для измерения потоков взрывоопасных газов и газов, загрязненных механическими примесями.

Лабораторный расходомер газа термоанемометрический.

К другому типу таких счетчиков относятся термоанемометрические, например счетчики РГТ производства ООО «Мониторинг». Эти приборы также не предназначены для измерения потоков взрывоопасных газов и газов, загрязненных механическими примесями. Как правило, они используются для поверки и калибровки аспираторов, а также для регулировки расходов газов в хроматографах или газоанализаторах.

Газовые счетчики ГОСТ 15528-86

В отраслевом стандарте ГОСТ 15528-86 прописаны все методы измерения расхода газов и жидкостей, включая терминологию и принципы действия.

К таким в первую очередь относятся счетчики барабанного типа с жидкостным затвором. Они не имеют ограничений по типам измеряемых газов или смесей. Могут применяться для измерения взрывоопасных газов, что обязательно должно подтверждаться наличием сертификата о взрывобезопасности. Эти счетчики используются также для измерения коррозионно активных газов. Материал, из которого изготавливаются такие счетчики – это сталь марок AISI 304 или AISI 316.

Как правило, барабанные счетчики газа заполняются водой, однако если предполагается их использовать в низкотемпературной атмосфере, при которой вода замерзает, возможно использование антифризов (это должно оговариваться изначально с производителем).

Большинство моделей барабанных счетчиков оснащены стрелочными циферблатами для визуального считывания результатов, однако некоторые модели барабанных счетчиков позволяют отображать данные также и в цифровом виде и передавать их для обработки на компьютер или в ЛИМС. К таким счетчикам относятся модели отечественного производства ВИКС (ООО «Прагматех»).

Ниже представлена сравнительная таблица технических характеристик лабораторных расходомеров газов. Мы перевели рабочие диапазоны для разных приборов, указанные в различных источниках, в одни единицы измерения для удобства подбора (используйте фильтры).

Читайте также:  Сколько экономят газовые счетчики

Источник

3.2 Объемные счетчики

Принцип действияобъемных счетчиков основан на непосредственном отмеривании объемов измеряемой среды с помощью мерных камер известного объема и подсчета числа порций, прошедших через счетчик.

Объемные счетчики подразделяются наопорожняющиеся и вытесняющие.

Опорожняющиеся объемные счетчикиимеют жесткие камеры, из которых измеряемая среда свободно вытекает. Они не пригодны для измерения количества газа.

Простейшим опорожняющимся счетчиком с жесткой камерой является мерный бак или мерник. К этому же виду объемных счетчиков относятся барабанные и опрокидывающиеся счетчики.

Вытесняющие объемные счетчикиимеют мерные камеры с перемещающимися стенками, которые вытесняют измеряемую фазу, освобождая камеру для следующей порции.

К объемным счетчикам этого типа относятся однопоршневые; многопоршневые; кольцевые; с овальными шестернями; ротационные; сухие газовые; мокрые газовые; дисковые счетчики.

3.2.1 Объемные счетчики с овальными шестернями

Для жидких веществ распространены объемные счетчики с овальными шестернями (см. рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 — Объемные счетчики с овальными шестернями

Обозначения на рисунке: 1 – корпус; 2,3 – овальные шестерни.

Принцип действия. Набегающий на шестерни измеряемый поток создает на них перепад давления Р1 и Р2. Под действием этого перепада поток создает на овальной шестерне 3 крутящий момент и заставляет вращаться эту шестерню, которая ведет шестерню 2.

ОбъемV1 между шестерней 3 и корпусом вначале отсекается и затем при вращении шестерни – вытесняется. Таким образом, за один оборот шестерни измерительные полостиV1 иV2 дважды наполняются и дважды опорожняются. В итоге за один оборот через счетчик проходит объем жидкости, равный четырем объемамV1. Ось одной из шестерен вращает счетный механизм, расположенный вне корпуса прибора.

Достоинства.Точность измерения высокая: (0,5 – 1,0) % от измеряемого значения, потери давления незначительны, показания независимы от вязкости.

Объемные счетчики с овальными шестернями используются для измерения различных жидкостей, в том числе нефти и нефтепродуктов.

Недостаток:необходима хорошая фильтрация измеряемой среды от механических примесей.

Предел измерения: 0,01 – 250 м3/ч.

Калибр:D = 12 – 250 мм.

3.3 Скоростные счетчики

В отличие от объемных счетчиков скоростные счетчики не имеют измерительных камер и производят косвенное измерение количества вещества в объемных единицах.

Чувствительным элементом скоростных счетчиков является аксиальная или тангенциальная турбинки, приводимые в движение потоком жидкости, протекающей через счетчик.

Принцип действия: число оборотов турбинки в единицу времени (n) пропорционально скорости потока, омывающего турбинку

n = k w ,

где k- коэффициент пропорциональности;

w- скорость потока.

Объемный расход через счетчик

Q= wF , (3.1)

где F- сечение счетчика.

Отсюда , (3.2)

поэтому шкала тахометра может быть проградуирована в единицах объемного расхода измеряемой жидкостиQ .

Счетчики с аксиальной турбинкой предназначены для измерения количества вещества при расходах до 1300м/час.

Класс точности: 1; 1,5; 2.

Счетчики с тангенсальной турбинкойиспользуются для измерения количества вещества при малых расходах.

Верхний предел измерения: 3-20 м/час.

Класс точности: 2; 3.

Недостаток этих счетчиков – зависимость показаний от вязкости измеряемой жидкости.

Источник



Читайте также:  Счетчик сортировщик банкнот sbm sb 1050 multi

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Объемный счетчик

Объемные счетчики измеряют количество жидкостей в широком диапазоне вязкости с высокой степенью точности. [1]

Объемные счетчики ( ротационные, шестереночные и др.) можно применять для широкой номенклатуры продуктов. Их достоинством является стабильность метрологических характеристик, меньшая зависимость от вида продукта и вязкости. Недостатками являются их громоздкость, сложная конструкция и высокая стоимость. [2]

Объемные счетчики служат только для замера подач в закрытых, полностью заполненных турбопроводах. Приборы, работающие по принципу вытеснения, можно устанавливать в любой точке линии нагнетания насоса, объемные же счетчики с лопастными колесами, — напротив, в сечении с равномерным распределением скоростей. [3]

Объемный счетчик состоит из нескольких, чаще всего двух, одинаковых измерительных камер определенного объема, снабженных подвижными вытеснителями. При прохождении через счетчик жидкость поочередно заполняет камеры, причем при заполнении одной камеры другая опоражнивается. [4]

Объемные счетчики измеряют объем проходящих через них нефтепродуктов. [5]

Объемные счетчики отличаются от скоростных более сложной конструкцией, повышенной точностью изготовления и требуют более внимательного обслуживания при эксплуатации. Они предназначаются для измерения чистых жидкостей, не содержащих механических примесей. [6]

Объемные счетчики делятся на лопастные, поршневые и шестеренчатые. [7]

Объемные счетчики с цилиндрическим поршнем применяются для измерения вязких жидкостей в пределах от 3 до 20 ВУ. Они состоят из измерительной камеры ( цилиндра с поршнем и крышкой), четырехходо-вого распределительного крана, переключающего механизма, счетного и передаточного механизмов. [8]

Объемные счетчики при плавных изменениях нагрузки потребления газа точно учитывают количество протекающего газа и обладают малым сопротивлением потоку. При резких изменениях отбора газа точность учета нарушается. Причиной этого является инерция роторов при изменениях скорости их вращения. Кроме нарушения точности учета, инерционность объемных счетчиков часто является причиной неустойчивой работы регулятора, за которым установлен данный счетчик. Например, в схеме редуцирующего узла газоснабжения собственных нужд компрессорной станции это происходит на ветви питания газом двигателей электростанции ( 0 01 кг / см2), отбор газа которыми при резком возрастании электрической нагрузки резко увеличивается, а подача продолжает оставаться той же из-за большого сопротивления счетчика, роторы которого не могут мгновенно набрать нужных оборотов и пропустить через себя нужное количество газа. [9]

Объемные счетчики делятся на приборы с овальными шестернями, поршневые и дисковые. В настоящей книге рассматривается принцип действия только счетчиков с овальными шестернями, получивших наибольшее распространение в промышленности. [11]

Объемные счетчики для жидкостей выпускаются поршневые, с овальными шестернями, дисковые и ротационные. Жидкость поступает в измерительную камеру счетчика, откуда она вытесняется поршнем, диском, овальными шестернями или ротором. Количество жидкости, замеренной расходомерами, определяют объемом его рабочей камеры, умноженным на число циклов ( ходов поршня качаний диска, оборотов шестерни) работы расходомера. В главе седьмой будут описаны дебитомеры нефтяных скважин, использующие принцип работы объемных счетчиков. [12]

Объемные счетчики делятся на приборы с овальными шестернями, поршневые и дисковые. [14]

Объемные счетчики делятся на приборы с овальными ше стернями, поршневые и дисковые. [15]

Источник